RU2391859C2 - Method of protein-vitamin fodder production - Google Patents

Method of protein-vitamin fodder production Download PDF

Info

Publication number
RU2391859C2
RU2391859C2 RU2007147178/13A RU2007147178A RU2391859C2 RU 2391859 C2 RU2391859 C2 RU 2391859C2 RU 2007147178/13 A RU2007147178/13 A RU 2007147178/13A RU 2007147178 A RU2007147178 A RU 2007147178A RU 2391859 C2 RU2391859 C2 RU 2391859C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
protein
feed
nutrient medium
culture fluid
raw materials
Prior art date
Application number
RU2007147178/13A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007147178A (en
Inventor
Сергей Николаевич Честнов (RU)
Сергей Николаевич Честнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "БИОПРОТЕИН"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "БИОПРОТЕИН" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "БИОПРОТЕИН"
Priority to RU2007147178/13A priority Critical patent/RU2391859C2/en
Publication of RU2007147178A publication Critical patent/RU2007147178A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2391859C2 publication Critical patent/RU2391859C2/en

Links

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention is intended for use in fodder production. Method for production of protein-vitamin fodder consists in incubation of lactic acid and propionic bacteria used in pairs on nutrient medium, which contains cobalt salt and source of carbon in the form of processed raw materials to produce target product. Raw materials are represented by ground grain, flour-grinding and/or starch wastes. In order to prepare nutrient medium, raw materials are acidified and moistened with liquid fraction of cultural fluid, then exposed to hot extrusion to make extrudate. Produced extrudate is acidified and liquefied with liquid fraction of cultural liquid in order to make batch. Produced batch is soaked for 10-15 minutes to produce hydrolysate. The following components are added to produced hydrolysate - salt of cobalt with production of nutrient medium, on which Lactobacillus plantarum 578/26 and Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27 culture strains are incubated. Target product is cultural fluid.
EFFECT: invention makes it possible to produce fodder rich in biologically active components and protein, containing protective substances and live cells of microorganisms, makes it possible to enrich microflora of gastrointestinal track of animals, to simplify technological process, to reduce power inputs and to preserve raw fodder.
3 cl, 1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к биотехнологии, к сельскому хозяйству, к кормопроизводству.The invention relates to biotechnology, to agriculture, to feed production.

Мировой дефицит белка к началу XXI века оценивается в 30-35 млн тонн в год. Основным путем снижения этого дефицита является производство биомассы с помощью микробиологического синтеза.By the beginning of the 21st century, the world protein deficit is estimated at 30-35 million tons per year. The main way to reduce this deficit is to produce biomass using microbiological synthesis.

Зерновое сырье - рожь, ячмень, пшеница, мукомольные отходы, в том числе некондиционные, используются на корм скоту или для приготовления комбикормов. Однако зерновое сырье не является полноценным кормом из-за низкого содержания в нем протеина, плохой перевариваемости его, неблагоприятного соотношения белков и углеводов. Более перспективным является получение белкового корма путем выращивания микроорганизмов на зерновом сырье.Grain raw materials - rye, barley, wheat, flour milling waste, including substandard waste, are used for livestock feed or for the preparation of animal feed. However, grain raw materials are not a complete feed due to their low protein content, poor digestibility, and an unfavorable ratio of proteins and carbohydrates. More promising is the production of protein feed by growing microorganisms on grain raw materials.

Известен способ получения белково-витаминного корма путем инкубации микроорганизмов на питательной среде, содержащей минеральные соли и источник углерода в виде отхода производства по переработке природного сырья с получением целевого продукта в виде биомассы микроорганизмов (Патент RU № 2183666, кл. С12F 3/10, С12Р 7/06, А23К 1/06, опубл. 20.06.2002 г.) [1].A known method of producing protein-vitamin feed by incubating microorganisms on a nutrient medium containing mineral salts and a carbon source in the form of a waste product from the processing of natural raw materials to obtain the target product in the form of biomass of microorganisms (Patent RU No. 2183666, class C12F 3/10, C12P 7/06, A23K 1/06, publ. 06/20/2002) [1].

В качестве отходов производства по переработке природного сырья в данном известном способе используют зерно, которое измельчают, подвергают ферментативному гидролизу с получением ферментолизата, из которого готовят питательную среду для выращивания на ней дрожжей Saccaromyces cerevisiae с целью получения спирта. Полученную биомассу используют в корм.As waste products for the processing of natural raw materials in this known method, grain is used, which is crushed, subjected to enzymatic hydrolysis to obtain an enzyme lysate, from which a nutrient medium is prepared for growing Saccaromyces cerevisiae yeast on it to obtain alcohol. The resulting biomass is used as feed.

Однако дрожжи выращивают в аэробных условиях, что требует значительных энергозатрат на подачу воздуха в среду для их инкубации. Для использования полученной биомассы в корм необходимо подвергнуть ее термической обработке с целью прекращения жизнедеятельности дрожжей. Такая обработка требует значительных энергозатрат и сопровождается разрушением части биологически активных компонентов корма. Такой корм не содержит живых клеток, способных поселяться в желудочно-кишечном тракте животного и улучшить его работу.However, the yeast is grown under aerobic conditions, which requires significant energy consumption for supplying air to the environment for their incubation. To use the resulting biomass in the feed, it is necessary to heat it in order to stop the yeast from functioning. Such processing requires significant energy consumption and is accompanied by the destruction of part of the biologically active components of the feed. This food does not contain living cells that can settle in the gastrointestinal tract of the animal and improve its performance.

Известен способ получения белково-витаминного корма путем инкубации микроорганизмов на питательной среде, содержащей минеральные соли и источник углерода в виде отхода производства по переработке природного сырья (Патент RU № 2055881, кл. А23К 1/165, опубл. 27.02.1996 г.) [2].A known method of producing protein-vitamin feed by incubating microorganisms in a nutrient medium containing mineral salts and a carbon source in the form of a waste from the production of processing natural raw materials (Patent RU No. 2055881, CL A23K 1/165, publ. 02.27.1996) [ 2].

В качестве отходов производства по переработке природного сырья в данном известном случае используют молотое зерно и отходы мукомольного производства, которые подвергают термической обработке, после чего проводят совместное выращивание дрожжей рода Candida и бактерий, продуцирующих амилолитические ферменты, которые осуществляют ферментативный гидролиз молотого сырья и отходов мукомольного производства.As waste from the processing of natural raw materials in this well-known case, ground grain and waste from flour milling are used, which are subjected to heat treatment, and then the yeast of the genus Candida and bacteria producing amylolytic enzymes that carry out enzymatic hydrolysis of ground raw materials and waste from flour milling are co-grown. .

Недостатком данного известного способа является использование для получения белкового корма дрожжей рода Candida, которые являются условно-патогенным микроорганизмом, что требует дополнительного процесса термолиза и специального оборудования, а также сложной системы обезвреживания стоков и воздушных выбросов, требует значительных объемов используемого воздуха. Санитарно-эпидемиологическими правилами СанПиН 2.3.2.1078-01 дрожжи рода Candida включены в перечень веществ, которые оказывают вредное воздействие на человека.The disadvantage of this known method is the use of yeast of the genus Candida for the production of protein feed, which is a conditionally pathogenic microorganism, which requires an additional thermolysis process and special equipment, as well as a complex system for the treatment of wastewater and air emissions, requires significant amounts of air used. Sanitary and epidemiological rules SanPiN 2.3.2.1078-01 yeast of the genus Candida are included in the list of substances that have a harmful effect on humans.

К существенным недостаткам этого способа следует также отнести большой расход воздуха и теплоэнергоресурсов, потребность в высокопроизводительном, сложном и энергоемком оборудовании и значительный расход вспомогательных материалов.Significant disadvantages of this method should also include a large consumption of air and heat and energy resources, the need for high-performance, complex and energy-intensive equipment and a significant consumption of auxiliary materials.

Наиболее близким к заявленному способу является способ приготовления белково-витаминного корма из зерна, мукомольных и крахмальных отходов, предварительно обработанных путем инкубирования молочнокислых и пропионовокислых бактерий, который при скармливании скоту обогащает микрофлору кишечника животных (прототип).Closest to the claimed method is a method of preparing protein-vitamin feed from grain, flour and starch waste, pre-treated by incubating lactic acid and propionic acid bacteria, which, when fed to cattle, enriches the intestinal microflora of animals (prototype).

В этом способе зерно и мукомольные отходы подвергаются тонкому измельчению, разведению водой в соотношении 1:3 и последующему развариванию, охлаждению с обработкой комплексом ферментных препаратов целлюлолитического и амилолитического действия. Такой же обработке подвергаются и крахмальные отходы (Патент RU № 2243678, кл. С1 А23К 1/06, C12N 1/16, С12Р 21/00, опубл. 10.01.2005, бюл. № 1).In this method, grain and milling waste are finely ground, diluted with water in a ratio of 1: 3 and then boiled, cooled, and treated with a complex of enzymatic preparations of cellulolytic and amylolytic action. Starch waste is also subjected to the same treatment (Patent RU No. 2243678, class С1 А23К 1/06, C12N 1/16, С12Р 21/00, publ. 10.01.2005, bull. No. 1).

Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:

- многостадийность подготовки зернового сырья, включающая измельчение, приготовление замеса, ступенчатый подогрев до температуры 95-100°С, разваривание, охлаждение до температуры 45-50°С, осахаривание с использованием по крайней мере двух ферментных препаратов, охлаждение до температуры ферментации. Эта процедура связана с высоким расходом тепла и электроэнергии;- multistage preparation of grain raw materials, including grinding, kneading, stepwise heating to a temperature of 95-100 ° C, boiling, cooling to a temperature of 45-50 ° C, saccharification using at least two enzyme preparations, cooling to a fermentation temperature. This procedure is associated with high consumption of heat and electricity;

- недостаточное образование простых углеводов для последующего процесса ферментации;- insufficient formation of simple carbohydrates for the subsequent fermentation process;

- не регулируется состав углеводной части корма для получения благоприятного соотношения белков и углеводов;- the composition of the carbohydrate part of the feed is not regulated to obtain a favorable ratio of proteins to carbohydrates;

- штаммы молочнокислых и пропионовокислых бактерий продуцируют недостаточное количество белка, вследствие слабой устойчивости к кислотообразованию и ограниченного количества простых углеводов в составе питательной среды.- strains of lactic acid and propionic acid bacteria produce an insufficient amount of protein, due to poor resistance to acid formation and a limited number of simple carbohydrates in the composition of the nutrient medium.

Техническим результатом, достигаемым настоящим изобретением, является получение корма, богатого биологически активными компонентами и белком, содержащего защитные вещества и живые клетки микроорганизмов, обогащающие микрофлору желудочно-кишечного тракта животных, упрощение технологического процесса, снижение энергозатрат, повышение сохранности сырого корма.The technical result achieved by the present invention is to obtain food rich in biologically active components and protein, containing protective substances and living cells of microorganisms, enriching the microflora of the gastrointestinal tract of animals, simplifying the process, reducing energy consumption, improving the safety of raw food.

Указанный технический результат достигается тем, что способ переработки сырья имеет целью подготовить питательную среду для более полного использования компонентов сырья микроорганизмами с образованием повышенных количеств биомассы и белка, а также получить корм, обогащенный защитными веществами, пробиотиками, молочнокислыми и пропионовокислыми бактериями.The indicated technical result is achieved in that the raw material processing method aims to prepare a nutrient medium for more complete use of the raw material components by microorganisms with the formation of increased amounts of biomass and protein, as well as to obtain feed enriched with protective substances, probiotics, lactic acid and propionic acid bacteria.

Применение микроорганизмов, обладающих пробиотическими свойствами, целесообразно в комплексе с пребиотическими иградиентами питательной среды, которые избирательно стимулируют рост и катаболическую активность бактерий, обитающих в кишечном тракте.The use of microorganisms with probiotic properties, it is advisable in combination with prebiotic igridientami nutrient medium, which selectively stimulate the growth and catabolic activity of bacteria that live in the intestinal tract.

Для осуществления этих целей сырье (зерно, отруби, отходы мукомольного производства, крахмальные отходы) смешивается с частью фугата, содержащего органические кислоты и другие растворимые вещества до получения зерновой массы влажностью 20-25%, которая подвергается экструдированию. В этом процессе под механическим воздействием, воздействием температуры и катализатора в виде органических кислот до 2,5% происходит деструкция матрицы зернового сырья, разжижение массы, клейстеризация крахмала и повышение ферментативной активности субстрата, а также частичный гидролиз крахмала и белков до получения продуктов неполного гидролиза - декстринов, олигисахаридов, пептонов, поли- и олигопептидов. Такой состав питательной среды обеспечивает более эффективную последующую ферментацию с использованием вновь выделенных культур молочнокислых и пропионовокислых бактерий вследствие того, что в подготовленном к ферментации сырье уже имеются растворимые компоненты субстрата, готовые для потребления микроорганизмами, и дополнительной стадии осахаривания не требуется.To achieve these goals, raw materials (grain, bran, waste from flour milling, starch waste) are mixed with a portion of the centrate, containing organic acids and other soluble substances, to obtain a grain mass with a moisture content of 20-25%, which is extruded. In this process, under the mechanical influence, the influence of temperature and a catalyst in the form of organic acids up to 2.5%, the matrix of grain raw materials is degraded, the mass is liquefied, the starch is gelatinized and the enzyme activity of the substrate is increased, as well as the partial hydrolysis of starch and proteins to produce products of incomplete hydrolysis - dextrins, oligisaccharides, peptones, poly and oligopeptides. This composition of the nutrient medium provides a more efficient subsequent fermentation using newly isolated cultures of lactic and propionic acid bacteria due to the fact that in the raw material prepared for fermentation there are already soluble components of the substrate, ready for consumption by microorganisms, and an additional saccharification step is not required.

При этом степень осахаривания субстрата составляет 5-10% РВ в пересчете на глюкозу, но эта степень гидролиза обусловлена содержащимися в субстрате декстринами, три-, тетра- и олигосахаридами. Дополнительное расщепление высокомолекулярных компонентов крахмала происходит в процессе ферментации, а низкомолекулярные компоненты потребляются микроорганизмами без расщепления до простых углеводов. Это обеспечивает более высокое содержание в заторе растворимых сухих веществ и редуцирующих веществ, более высокую скорость процесса ферментации с помощью молочнокислых и пропионовокислых бактерий (сокращение цикла на 6 часов) и большее образование биомассы и белков до 53%.In this case, the degree of saccharification of the substrate is 5-10% of RV in terms of glucose, but this degree of hydrolysis is due to the dextrins, tri-, tetra-, and oligosaccharides contained in the substrate. An additional breakdown of the high molecular weight components of starch occurs during the fermentation process, and low molecular weight components are consumed by microorganisms without being split into simple carbohydrates. This provides a higher content of soluble solids and reducing substances in the mash, a higher fermentation process with the help of lactic acid and propionic acid bacteria (reduction of the cycle by 6 hours) and a greater formation of biomass and proteins up to 53%.

Кроме того, углеводная часть полученного корма представлена в значительной части олигосахаридами и олигопептидами, являющимися пребиотиками, что повышает качество корма.In addition, the carbohydrate portion of the resulting feed is represented in large part by oligosaccharides and oligopeptides, which are prebiotics, which improves the quality of the feed.

Полученная указанным способом культуральная жидкость, обладая всеми преимуществами, может использоваться на корм скоту непосредственно, так как содержащиеся в ней кислоты, защитные вещества, пробиотики служат для защиты от микробиологической порчи и других неблагоприятных воздействий, в том числе плесневения.The culture fluid obtained in this way, having all the advantages, can be used directly on livestock feed, since the acids, protective substances, and probiotics contained in it serve to protect against microbiological damage and other adverse effects, including mold.

Для получения корма в концентрированном виде культуральная жидкость разделяется на две фазы - твердую и жидкую.To obtain feed in concentrated form, the culture fluid is divided into two phases - solid and liquid.

Твердая фаза направляется на высушивание до влажности 10-12%.The solid phase is sent for drying to a moisture content of 10-12%.

Жидкая фаза (фугат или фильтрат) возвращается в производство на стадию приготовления замеса и на увлажнение сырья перед экструдированием. В составе фугата содержатся растворимые редуцирующие вещества в виде олигосахаридов, азотистые соединения в виде пептидов, аминокислот и другие компоненты, органические кислоты, ферментные комплексы, живые молочнокислые и пропионовокислые бактерии, бактериоцины.The liquid phase (centrate or filtrate) is returned to production at the stage of preparation of the batch and to moisten the raw materials before extrusion. The centrate contains soluble reducing substances in the form of oligosaccharides, nitrogen compounds in the form of peptides, amino acids and other components, organic acids, enzyme complexes, live lactic and propionic acid bacteria, bacteriocins.

Благодаря его составу фугат может также использоваться как жидкий корм (кефир) для выпаивания молодняка животных и для выпаивания взрослым животным вместо воды.Due to its composition, the centrate can also be used as liquid feed (kefir) for feeding young animals and for adult animals instead of water.

При возврате фугата в производство он играет указанную ранее положительную роль при подготовке сырья и его ферментации.When the centrate is returned to production, it plays the previously indicated positive role in the preparation of raw materials and its fermentation.

Способ получения белково-витаминного корма заключается в инкубации микроорганизмов на подготовленной указанным способом питательной среде, содержащей минеральные соли и источник углерода в виде подготовленного отхода производства по переработке природного сырья с получением целевого продукта в виде биомассы инкубируемых микроорганизмов, при этом в качестве минеральных солей используют соль кобальта, в качестве отхода производства используют зерно, мукомольные отходы, крахмальные отходы, которые подвергают экструдированию, а инкубируют на питательной среде культуры молочнокислых и пропионовокислых бактерий, используемые парой совместно или последовательно: сначала инкубируют молочнокислые бактерии, а затем продолжают совместную инкубацию молочнокислых и пропионовокислых бактерий.A method of producing protein-vitamin feed consists in incubating microorganisms on a nutrient medium prepared by the indicated method, containing mineral salts and a carbon source in the form of a prepared waste from the production of processing natural raw materials to obtain the target product in the form of biomass of incubated microorganisms, using salt as mineral salts cobalt, as production waste use grain, flour waste, starch waste, which are extruded, and inc iruyut in a nutrient culture medium of lactic acid and propionic bacteria used pair concurrently or sequentially: first incubated lactic acid bacteria, and then continue to the joint incubation of lactic acid and propionic bacteria.

Целесообразно инкубировать на питательной среде пару вновь отобранных штаммов молочнокислых и пропионовокислых бактерий: Lactobacillus plantarum 578/26 и Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27.It is advisable to incubate a pair of newly selected strains of lactic acid and propionic acid bacteria: Lactobacillus plantarum 578/26 and Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27.

Пару молочнокислых и пропионовокислых бактерий рекомендуется вносить в питательную среду в соотношении (0,8-1,2):(0,8-1,2) в количестве 5-20 об.%, а инкубацию вести при периодическом перемешивании при температуре 37-50°С и pH 5,9-6,0.A pair of lactic acid and propionic acid bacteria is recommended to be introduced into the nutrient medium in the ratio (0.8-1.2) :( 0.8-1.2) in an amount of 5-20 vol.%, And incubation should be carried out with periodic stirring at a temperature of 37- 50 ° C and pH 5.9-6.0.

При последовательной инкубации совместную инкубацию молочнокислых и пропионовокислых бактерий целесообразно проводить после 1,5-6 час предварительной инкубации молочнокислых бактерий.During sequential incubation, it is advisable to carry out a joint incubation of lactic and propionic acid bacteria after 1.5-6 hours of preliminary incubation of lactic acid bacteria.

Целевой продукт с повышенной биологической ценностью, обогащенной живыми клетками, находящимися в активной фазе роста, можно получать инкубацией пары микроорганизмов на питательной среде в течение 3-23,9 час, а целевой продукт с повышенным содержанием белка - их инкубацией в течение 24-36 час.The target product with increased biological value enriched by living cells in the active phase of growth can be obtained by incubating a pair of microorganisms on a nutrient medium for 3-23.9 hours, and the target product with a high protein content can be obtained by incubating them for 24-36 hours .

Сущность предлагаемого способа заключается в разработке технологии безотходного производства, предусматривающего получение биомассы микроорганизмов путем их инкубации на питательной среде, содержащей минеральные соли и источник углерода в виде специально обработанных твердых отходов производств по переработке природного сырья с получением высококачественного и легко перевариваемого и усваиваемого корма, богатого протеином и обогащенного микроэлементами, витаминами, биологически полезными веществами, обладающего защитными свойствами, с применением микроорганизмов родов Lactobacillus и Propionibacterium для ферментации питательной среды с накоплением биомассы, продуктов метаболизма, ферментных систем, бактериоцинов, а также пребиотиков, обогащающих кормовой продукт.The essence of the proposed method consists in the development of non-waste production technology, which provides for the production of biomass of microorganisms by incubating them on a nutrient medium containing mineral salts and a carbon source in the form of specially treated solid waste from natural raw materials processing plants to produce high-quality, easily digestible and digestible protein-rich feeds and enriched with microelements, vitamins, biologically useful substances, which has its own protective organisms using the microorganisms of the genera Lactobacillus and Propionibacterium for fermentation of a nutrient medium with the accumulation of biomass, metabolic products, enzyme systems, bacteriocins, as well as prebiotics enriching the feed product.

Ценность микроорганизмов, используемых способом согласно изобретению, состоит в том, что они потребляют моно- и дисахариды, промежуточные продукты гидролиза, пентозаны и другие органические вещества. В процессе культивирования они синтезируют, кроме биомассы, витамины, аминокислоты, комплексы ферментных систем, бактериоцины, обладающие защитными и профилактическими свойствами. В результате получают белковый корм, обогащенный биологически активными компонентами, пребиотиками, а также защитными веществами, обеспечивающими длительное хранение корма в сыром виде.The value of the microorganisms used by the method according to the invention is that they consume mono- and disaccharides, hydrolysis intermediates, pentosans and other organic substances. In the process of cultivation, they synthesize, in addition to biomass, vitamins, amino acids, complexes of enzyme systems, bacteriocins that have protective and prophylactic properties. The result is a protein feed enriched with biologically active components, prebiotics, as well as protective substances that provide long-term storage of feed in raw form.

Влажный корм, получаемый способом согласно изобретению, может храниться в течение 3-6 месяцев без микробиологической порчи благодаря присутствию в нем защитных веществ (органические кислоты, их соли, ферментные системы и комплексы).The wet food obtained by the method according to the invention can be stored for 3-6 months without microbiological damage due to the presence of protective substances in it (organic acids, their salts, enzyme systems and complexes).

Используемые микроорганизмы не являются спорообразующими, поэтому обезвреживания культуральной жидкости и стоков не требуется. Согласно СанПиН 2.3.2.1078-01 они входят в перечень веществ, не оказывающих вредного воздействия на пищевые продукты.The microorganisms used are not spore-forming, therefore, neutralization of the culture fluid and wastewater is not required. According to SanPiN 2.3.2.1078-01 they are included in the list of substances that do not have a harmful effect on food products.

Эти микроорганизмы являются анаэробами, поэтому расхода воздуха не требуется, что делает процесс высокоэкономичным.These microorganisms are anaerobes, therefore, air flow is not required, which makes the process highly economical.

Ценным их свойством является возможность развиваться на различных сложных средах, не требуя дополнительного внесения питательных веществ.Their valuable property is the ability to develop on various complex environments, without requiring additional nutrients.

Способом согласно изобретению рекомендуется инкубировать пару культур молочнокислых и пропионовокислых бактерий в течение 3-23,9 час или в течение 24-36 час. Более короткая продолжительность инкубации (3-23,9) позволяет приготовить корм в виде биомассы клеток, находящихся в фазе экспоненциального роста. При попадании в желудочно-кишечный тракт животного такие живые клетки молочнокислых и пропионовокислых бактерий приживаются в нем и включаются в регулирование обменных процессов, повышают усвоение кормов и перевариваемость, способствуют увеличению привесов при скармливании их животным и птице, особенно молодняку. Такой корм также содержит белок, но в меньшем количестве, чем корм, получаемый более длительной инкубацией микроорганизмов.By the method according to the invention, it is recommended to incubate a pair of cultures of lactic acid and propionic acid bacteria for 3-23.9 hours or for 24-36 hours. A shorter incubation time (3-23.9) allows you to prepare food in the form of biomass of cells in the phase of exponential growth. When an animal enters the gastrointestinal tract, such living cells of lactic acid and propionic acid bacteria take root in it and are included in the regulation of metabolic processes, increase feed absorption and digestibility, and contribute to an increase in weight gain when feeding them to animals and birds, especially young animals. This food also contains protein, but in a smaller amount than food obtained by a longer incubation of microorganisms.

При длительности культивирования микроорганизмов до 24-36 часов накапливается больше витамина В12, который остается в твердой фазе культуральной жидкости, повышается объем биомассы, то есть выход корма, обогащенного белком.With the duration of the cultivation of microorganisms up to 24-36 hours, more vitamin B 12 accumulates, which remains in the solid phase of the culture fluid, the volume of biomass increases, that is, the yield of feed enriched with protein.

Получаемый в результате ферментации микроорганизмов целевой продукт содержит белка 35-53% по сухому веществу, аминокислот 30-44%, обогащен витаминами Е и группы В, в том числе B12, ферментными системами, бактериоцинами и комплексами, обеспечивающими защитные и профилактические свойства получаемого корма.The target product obtained as a result of the fermentation of microorganisms contains 35–53% protein on a dry matter basis, 30–44% amino acids, enriched with vitamins E and group B, including B 12 , enzyme systems, bacteriocins, and complexes providing protective and preventive properties of the obtained feed .

Если процесс выращивания биомассы молочнокислых и пропионовокислых бактерий проводят, например, в течение 18 час, то целевой продукт содержит белка 35% по с.в., за время ферментации 24 часа - 39%, за 36 часов - 45% по с.в. За 18 час культивирования (экспоненциальная фаза) накапливаются в культуральной жидкости защитные вещества - каталазно-пероксидазные комплексы, поэтому для получения кормового продукта с защитными свойствами процесс проводится до 23,9 часов, хотя накопление белка в этом случае меньше (35%).If the process of growing biomass of lactic acid and propionic acid bacteria is carried out, for example, within 18 hours, then the target product contains 35% s.v. protein, during fermentation 24 hours - 39%, for 36 hours - 45% s.v. During 18 hours of cultivation (exponential phase), protective substances, catalase-peroxidase complexes, accumulate in the culture fluid, therefore, the process takes up to 23.9 hours to obtain a feed product with protective properties, although protein accumulation in this case is less (35%).

Молочнокислые и пропионовокислые бактерии в этом случае находятся в активном состоянии размножения, что способствует благоприятному внедрению их из корма в желудочно-кишечный тракт животных, а также обладают наибольшей жизнеспособностью и устойчивостью при высушивании.Lactic acid and propionic acid bacteria in this case are in an active state of reproduction, which contributes to their favorable introduction from feed into the gastrointestinal tract of animals, and also have the greatest viability and stability when dried.

При культивировании бактерий в течение 24-36 часов идет интенсивное накопление биомассы с возрастанием содержания белка в клетках. Получаемый продукт больше обогащается витаминами и аминокислотами.When bacteria are cultured for 24-36 hours, an intensive accumulation of biomass occurs with an increase in the protein content in the cells. The resulting product is more enriched with vitamins and amino acids.

Способ согласно изобретению может быть использован для получения высокобелкового корма непосредственно на предприятиях по переработке природного сырья или на предприятиях по кормопроизводству и использоваться как в высушенном, так и в жидком виде.The method according to the invention can be used to obtain high protein feed directly at the enterprises for the processing of natural raw materials or at the enterprises for feed production and can be used both in dried and in liquid form.

Процесс ферментации может проводиться как непрерывным, так и отъемно-доливным способом.The fermentation process can be carried out both continuously and remotely-refill method.

Приемом последовательного внесения в питательную среду сначала молочнокислых бактерий, а затем - пропионовокислых повышается выход целевого продукта за счет интенсификации роста пропионовокислых бактерий на среде, в которой содержатся продукты жизнедеятельности молочнокислых бактерий.By the successive introduction of lactic acid bacteria and then propionic acid bacteria into the nutrient medium, the yield of the target product is increased due to the intensification of the growth of propionic acid bacteria on the medium, which contains the vital products of lactic acid bacteria.

Способ прост в исполнении. Питательная среда доступна, так как состоит только из отходов производств, к которым добавлена лишь одна соль кобальта, что удешевляет и упрощает способ. Процесс не требует аэрации, что снижает энергозатраты. Способ позволяет утилизировать большие объемы промышленных отходов, превращая их в полноценный белково-витаминный корм.The method is simple to execute. The nutrient medium is available, since it consists only of industrial wastes, to which only one cobalt salt is added, which reduces the cost and simplifies the method. The process does not require aeration, which reduces energy consumption. The method allows to utilize large volumes of industrial waste, turning them into a complete protein-vitamin feed.

Производство корма по способу согласно изобретению является безотходным.The production of feed by the method according to the invention is waste-free.

Использование предлагаемого изобретения имеет следующие преимущества - исключение нескольких стадий подготовки сырья к ферментации - нагрев, разваривание, охлаждение, обработка ферментами, нагревание до 95°С, выдержка при этой температуре, охлаждение, осахаривание. Это обеспечивает экономию топлива и электроэнергии, сокращает продолжительность процесса, а также потери сырья;The use of the invention has the following advantages - the exclusion of several stages of preparing raw materials for fermentation - heating, boiling, cooling, processing with enzymes, heating to 95 ° C, holding at this temperature, cooling, saccharification. This provides fuel and energy savings, reduces the duration of the process, as well as the loss of raw materials;

- повышается концентрация затора, что влияет на уменьшение продуктовых потоков и позволяет уменьшить количество получаемого на последующих стадиях фугата (фильтрата);- the concentration of mash increases, which affects the decrease in product flows and allows you to reduce the amount obtained in the subsequent stages of the centrate (filtrate);

- возрастают защитные функции корма за счет присутствия в углеводной части пребиотиков.- the protective functions of the feed increase due to the presence of prebiotics in the carbohydrate part.

Процесс характеризуется меньшей метало- и материалоемкостью.The process is characterized by less metal and material consumption.

Ниже приведены примеры реализации способа.The following are examples of the implementation of the method.

Пример 1Example 1

Зерно средней степени измельчения смешивается с частью фугата (5-15%) и поступает в экструдер, где в течение 1 минуты нагревается до температуры 180°С, затем в камеру экструдера подается большая часть фильтрата до получения соотношения мука:фильтрат 1:2,5-3. Температура массы становится 55-60°С и поступает в гидролизер (выдерживатель), в котором выдерживается 10-15 минут до получения степени деструкции 5-15% РВ. В составе углеводной части питательной среды преобладают декстрины и олигосахариды, в составе азотистой части - пептиды, поли-, олигопептиды.Grain of medium degree of grinding is mixed with part of the centrate (5-15%) and enters the extruder, where it is heated to 180 ° C for 1 minute, then most of the filtrate is fed into the extruder chamber to obtain a flour: filtrate ratio of 1: 2.5 -3. The temperature of the mass becomes 55-60 ° C and enters the hydrolyzer (curing agent), in which it is held for 10-15 minutes until a degree of destruction of 5-15% of the PB is obtained. Dextrins and oligosaccharides predominate in the carbohydrate part of the nutrient medium, peptides, poly-, oligopeptides in the nitrogen part.

Приготовленная таким способом питательная среда поступает на анаэробную ферментацию с помощью молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Через 16-24 часа ферментации при температуре 37-40°С культуральная жидкость содержит 49,7% протеина, 40% углеводов по СВ, витамины, микроэлементы, защитные вещества в виде пробиотиков и пребиотиков, живые бактерии.The nutrient medium prepared in this way is fed to anaerobic fermentation using lactic acid and propionic acid bacteria. After 16-24 hours of fermentation at a temperature of 37-40 ° C, the culture fluid contains 49.7% protein, 40% SV carbohydrates, vitamins, trace elements, protective substances in the form of probiotics and prebiotics, living bacteria.

Пример 2Example 2

Подготовленная по п.1 культуральная жидкость разделяется посредством фильтрации или центрифугирования на твердую фазу, направляемую на высушивание до влажности 10-12%.The culture fluid prepared according to claim 1 is separated by filtration or centrifugation into a solid phase, which is sent for drying to a moisture content of 10-12%.

Жидкая фаза - фугат или фильтрат содержит 1,2-2% сухих веществ, в том числе 1-1,2% протеина, защитные вещества, бактериоцины, органические кислоты 1,5-2,5%. Фугат делится на две части в соотношении 1:15 и направляется на увлажнение сырья до влажности 20-25% и большая часть на приготовление замеса.The liquid phase is a centrate or filtrate contains 1.2-2% dry matter, including 1-1.2% protein, protective substances, bacteriocins, organic acids 1.5-2.5%. The centrate is divided into two parts in a ratio of 1:15 and is sent to moisturize the raw materials to a moisture content of 20-25% and the majority to kneading.

Пример 3Example 3

Мукомольные и крахмальные отходы поступают в экструдер совместно с частью фугата (фильтрата), нагреваются при температуре 180-190°С и давления 0,4-0,5 МПа в течение 1 минуты, смешиваются с большей частью фугата (фильтрата) и выдерживаются в гидролизе при температуре 55-60°С до степени деструкции 10-15% в течение 3-5 минут. Подготовленная питательная среда подается на ферментацию.Flour and starch waste enters the extruder together with part of the centrate (filtrate), is heated at a temperature of 180-190 ° C and a pressure of 0.4-0.5 MPa for 1 minute, mixed with most of the centrate (filtrate) and aged in hydrolysis at a temperature of 55-60 ° C to a degree of destruction of 10-15% for 3-5 minutes. Prepared culture medium is fed to fermentation.

Пример 4Example 4

Подготовленная по п.1, 2, 3 питательная среда подается на ферментацию с помощью пары вновь отобранных штаммов микроорганизмов Lactobacillus plantarum 578/26 и Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27 при температуре 37°С. Через 24-36 часов культуральная жидкость содержит 50-53% протеина, 1,5-2,5% органических кислот и живые бактерии в количестве 2·109-2·108 КОЕ/г.The nutrient medium prepared according to claim 1, 2, 3 is fed to fermentation using a pair of newly selected strains of the microorganisms Lactobacillus plantarum 578/26 and Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27 at a temperature of 37 ° C. After 24-36 hours, the culture fluid contains 50-53% protein, 1.5-2.5% organic acids and live bacteria in an amount of 2 · 10 9 -2 · 10 8 CFU / g.

Пример 5Example 5

В приготовленную по п.1, 2, 3 питательную среду инкубируют чистую культуру Lactobacillus plantarum 578/26 и через 1,5-6 часов к ней добавляют чистую культуру Propionibacterium shermanii 103/27 и инкубацию продолжают в течение 22,5-30 часов.A clean culture of Lactobacillus plantarum 578/26 is incubated in the culture medium prepared according to claim 1, 2, 3, and after 1.5-6 hours, a pure culture of Propionibacterium shermanii 103/27 is added to it and the incubation is continued for 22.5-30 hours.

Штаммы микроорганизмов вносят в питательную среду последовательно, вначале Lactobacillus, а через 6 часов - Propionibacterium. Результаты свидетельствуют об увеличении скорости роста биомассы и увеличении выхода (см. таблицу).Strains of microorganisms are introduced into the nutrient medium sequentially, first Lactobacillus, and after 6 hours - Propionibacterium. The results indicate an increase in the biomass growth rate and an increase in yield (see table).

ТаблицаTable Изменение выхода биомассы и продолжительности цикла при совместном и последовательном культивированииChange in biomass yield and cycle time during joint and sequential cultivation Наименование штаммаThe name of the strain Выход биомассы, %The biomass yield,% Относительная продолжительность циклаRelative cycle time Pr.freudenreichii subsp. shermanii
Lact. plantarum (внесены одновременно)
Pr.freudenreichii subsp. shermanii
Lact. plantarum (applied simultaneously)
100one hundred 1,01,0
Lact. plantarum
Pr. freudenreichii subsp.shermanii (внесена через 6 часов)
Lact. plantarum
Pr. freudenreichii subsp.shermanii (introduced after 6 hours)
160160 0,580.58

При одновременном внесении двух культур процесс характеризуется увеличением количества образующейся биомассы в 1,6 раза, что свидетельствует о большем накоплении бактериальных клеток и сокращении продолжительности цикла на 16% по сравнению с внесением одной культуры.With the simultaneous introduction of two cultures, the process is characterized by an increase in the amount of biomass formed by 1.6 times, which indicates a greater accumulation of bacterial cells and a reduction in cycle time by 16% compared with the introduction of one culture.

При последовательном внесении культур (вначале молочнокислые, а затем пропионовокислые) количество образующейся биомассы увеличивается в 1,8 раза, а продолжительности цикла сокращается на 42%.With the successive introduction of crops (first lactic acid, and then propionic acid), the amount of biomass formed increases by 1.8 times, and the cycle time is reduced by 42%.

Таким образом, способ согласно изобретению позволяет получать высококачественный белково-витаминный корм, содержащий живые клетки молочнокислых и пропионовокислых бактерий. Способ прост в исполнении, не требует повышенных энергозатрат и обеспечивает полную утилизацию широкого спектра отходов отраслей промышленности по переработке природного сырья. Благодаря высокому содержанию защитных веществ (органических кислот, ферментных комплексов, бактериоционов, пробиотиков и пребиотиков) корм может длительно храниться в сыром виде.Thus, the method according to the invention allows to obtain high-quality protein-vitamin feed containing live cells of lactic acid and propionic acid bacteria. The method is simple to implement, does not require increased energy consumption and provides complete utilization of a wide range of waste from industries for the processing of natural raw materials. Due to the high content of protective substances (organic acids, enzyme complexes, bacteriocions, probiotics and prebiotics), the food can be stored raw for a long time.

Claims (3)

1. Способ получения белково-витаминного корма, заключающийся в инкубации используемых парами молочно-кислых и пропионово-кислых бактерий на питательной среде, содержащей соль кобальта и источник углерода в виде обработанного сырья, в качестве которого используют измельченное зерно, мукомольные и/или крахмальные отходы с получением целевого продукта, отличающийся тем, что для приготовления питательной среды сырье подкисляют и увлажняют до 20-25% жидкой фракцией культуральной жидкости с содержанием растворимых веществ и органических кислот до 2,5%, затем подвергают горячему экструдированию в течение 1 мин до температуры 180-190°С при давлении 0,4-0,5 МПа с получением экструдата, полученный экструдат подкисляют и разжижают жидкой фракцией культуральной жидкости до соотношения экструдат : жидкая фракция культуральной жидкости 1:(2,5-3,0) с получением замеса, полученный замес выдерживают в течение 10 -15 мин при температуре 55-60°С до получения декструкции 5-15% редуцирующих веществ с получением гидролизата, из полученного гидролизата готовят питательную среду путем добавления к нему соли кобальта, далее проводят инкубацию на приготовленной питательной среде штаммов культур Lactobacillus plantarum 578/26 и Propionibacterium freudenreichii subsp. shermanii 103/27, а целевой продукт представляет собой культуральную жидкость, или для получения корма в концентрированном виде культуральная жидкость разделяется на две фазы - твердую и жидкую, при этом твердая фаза направляется на высушивание до влажности 10-12%, а затем используется на корм, жидкая фракция также может использоваться как жидкий корм.1. The method of obtaining protein-vitamin feed, which consists in the incubation of pairs of lactic acid and propionic acid bacteria in a nutrient medium containing a cobalt salt and a carbon source in the form of processed raw materials, which are used as crushed grain, flour and / or starch waste to obtain the target product, characterized in that for the preparation of a nutrient medium, the raw material is acidified and moistened with 20-25% of the liquid fraction of the culture fluid containing soluble substances and organic acids from 2.5%, then subjected to hot extrusion for 1 min to a temperature of 180-190 ° C at a pressure of 0.4-0.5 MPa to obtain an extrudate, the resulting extrudate is acidified and diluted with the liquid fraction of the culture fluid to the extrudate: liquid ratio culture fluid fraction 1: (2.5-3.0) to obtain a batch; the batch obtained is kept for 10-15 minutes at a temperature of 55-60 ° C until 5-15% of reducing substances are destructed to obtain a hydrolyzate from the obtained hydrolyzate prepare the culture medium by adding salt to it Balta further incubated for cooked Lactobacillus plantarum 578/26 and Propionibacterium freudenreichii subsp medium cultures of strains. shermanii 103/27, and the target product is a culture fluid, or to obtain feed in concentrated form, the culture fluid is divided into two phases - solid and liquid, while the solid phase is sent to dry to a moisture content of 10-12%, and then used for food The liquid fraction can also be used as liquid feed. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что для мукомольных и крахмальных отходов для приготовления гидролизата замес выдерживают в течение 3-5 мин до получения степени деструкции 10-15% редуцирующих веществ.2. The method according to claim 1, characterized in that for the flour and starch waste for the preparation of the hydrolyzate, the batch is kept for 3-5 minutes until a degree of destruction of 10-15% of reducing substances is obtained. 3. Способ по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что твердую фракцию, полученную из культуральной жидкости, подвергают высушиванию. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the solid fraction obtained from the culture fluid is dried.
RU2007147178/13A 2007-12-21 2007-12-21 Method of protein-vitamin fodder production RU2391859C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147178/13A RU2391859C2 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Method of protein-vitamin fodder production

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007147178/13A RU2391859C2 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Method of protein-vitamin fodder production

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007147178A RU2007147178A (en) 2009-06-27
RU2391859C2 true RU2391859C2 (en) 2010-06-20

Family

ID=41026583

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007147178/13A RU2391859C2 (en) 2007-12-21 2007-12-21 Method of protein-vitamin fodder production

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2391859C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2658977C1 (en) * 2017-09-22 2018-06-26 Владимир Львович Темнянский Method for producing protein fodder additive
RU2673125C1 (en) * 2017-06-28 2018-11-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН Method for producing microbe plant supplement for animals
EA033616B1 (en) * 2017-09-20 2019-11-11 Ooo Proteinovye Kormovye Biotekhnologii Issledovaniya Method of producing high-protein biomass of yeast

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2673125C1 (en) * 2017-06-28 2018-11-22 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр пищевых систем им. В.М. Горбатова" РАН Method for producing microbe plant supplement for animals
EA033616B1 (en) * 2017-09-20 2019-11-11 Ooo Proteinovye Kormovye Biotekhnologii Issledovaniya Method of producing high-protein biomass of yeast
RU2658977C1 (en) * 2017-09-22 2018-06-26 Владимир Львович Темнянский Method for producing protein fodder additive

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007147178A (en) 2009-06-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108541805B (en) Recycling method of clostridium butyricum fermentation wastewater, fermentation product and application thereof
CN110447765B (en) Method for preparing bacillus natto culture by using distiller's grains and application of bacillus natto culture
CN101182564B (en) Function aquatic peptide capable of promoting growth of aquatic animals and enhancing disease resistance and method of producing the same
RU2613493C2 (en) Method of production of protein-vitamin additive of starch-containing grain raw material
CN104186957A (en) Method for improving forage nutritional value of cottonseed meal through microbial fermentation
CN107535671B (en) Microbial fermentation yellow wine lees feed for improving rumen protein utilization rate and preparation method thereof
CN103504123A (en) Fermented soybean meal with function of complex enzymes and preparation method for fermented soybean meal
CN110384178B (en) Lactic acid bacteria culture prepared based on vinasse and application of lactic acid bacteria culture in animal feed
CN111642640A (en) Broussonetia papyrifera feed vegetable protein starter culture for pigs and preparation method thereof
CN101194668A (en) Process for preparing blood meal biological modified peptide protein and application of the same
CN104365994A (en) Method for producing feed by using sugarcane rum distillers' grains liquid and bagasse
RU2391859C2 (en) Method of protein-vitamin fodder production
CN102178036A (en) Method for producing high-methionine and high-lysine feed by using composite bacteria fermented corn protein powder
CN111944723B (en) Technical method for producing bacillus megaterium by using white spirit vinasse
KR20000073915A (en) Probiotics For Feed Additives
RU2243678C1 (en) Method for preparing protein-vitamin fodder
RU2346463C2 (en) Method for production of dietary supplement
KR101252134B1 (en) Feed additives for promoting growth of cattle and process for the preparation of feed for breeding cattle using the same
CN115715563A (en) Fermented bean dregs, preparation method thereof and application thereof in reducing pig raising cost
KR20230150357A (en) How to Produce Cell Growth Media
CN105994940B (en) Bioactive protein feed and preparation method thereof
RU2658977C1 (en) Method for producing protein fodder additive
CN106509367B (en) One primary yeast source nucleic acid feed additive and its application
CN111733090A (en) Preparation method of bacillus subtilis preparation
RU2390554C2 (en) Lactobacillus plantarum STRAIN - FEED PROTEIN PRODUCER

Legal Events

Date Code Title Description
RH4A Copy of patent granted that was duplicated for the russian federation

Effective date: 20100930

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20131222

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20150410

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161222