RU2666769C1 - Способ получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки - Google Patents
Способ получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666769C1 RU2666769C1 RU2017114939A RU2017114939A RU2666769C1 RU 2666769 C1 RU2666769 C1 RU 2666769C1 RU 2017114939 A RU2017114939 A RU 2017114939A RU 2017114939 A RU2017114939 A RU 2017114939A RU 2666769 C1 RU2666769 C1 RU 2666769C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- feed
- exo
- fiber
- mass
- plant
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 89
- 239000000835 fiber Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 239000002994 raw material Substances 0.000 title abstract description 31
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 44
- 102000004190 Enzymes Human genes 0.000 claims abstract description 41
- 108090000790 Enzymes Proteins 0.000 claims abstract description 41
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 24
- 230000007071 enzymatic hydrolysis Effects 0.000 claims abstract description 23
- 238000006047 enzymatic hydrolysis reaction Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000001461 cytolytic effect Effects 0.000 claims abstract description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 17
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 14
- 108010047754 beta-Glucosidase Proteins 0.000 claims abstract description 13
- 102000006995 beta-Glucosidase Human genes 0.000 claims abstract description 12
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 12
- 108010059892 Cellulase Proteins 0.000 claims abstract description 11
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 11
- 108010032083 Glucan 1,4-beta-Glucosidase Proteins 0.000 claims abstract description 10
- 230000002210 biocatalytic effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 108010038658 exo-1,4-beta-D-xylosidase Proteins 0.000 claims abstract description 9
- 238000009736 wetting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000012224 working solution Substances 0.000 claims abstract description 8
- -1 alkali metal bicarbonate Chemical class 0.000 claims abstract description 5
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 28
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 17
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 abstract description 38
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 abstract description 34
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 abstract description 34
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 abstract description 22
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 21
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 20
- 230000006378 damage Effects 0.000 abstract description 19
- 235000016709 nutrition Nutrition 0.000 abstract description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 13
- 239000002028 Biomass Substances 0.000 abstract description 8
- 239000002585 base Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003053 toxin Substances 0.000 abstract description 6
- 231100000765 toxin Toxicity 0.000 abstract description 6
- 108700012359 toxins Proteins 0.000 abstract description 6
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract description 4
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 56
- 229940088598 enzyme Drugs 0.000 description 39
- 235000018102 proteins Nutrition 0.000 description 33
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 description 25
- 239000010902 straw Substances 0.000 description 24
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 20
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 20
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 20
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 19
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 15
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 15
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 15
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 13
- 235000000346 sugar Nutrition 0.000 description 13
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 10
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 10
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 10
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 9
- 210000004767 rumen Anatomy 0.000 description 9
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 8
- 235000013325 dietary fiber Nutrition 0.000 description 8
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 8
- 244000025254 Cannabis sativa Species 0.000 description 7
- 241000208202 Linaceae Species 0.000 description 7
- 235000004431 Linum usitatissimum Nutrition 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 244000005706 microflora Species 0.000 description 7
- 241000282849 Ruminantia Species 0.000 description 6
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 6
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 description 6
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 6
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 6
- 235000002639 sodium chloride Nutrition 0.000 description 6
- 238000010025 steaming Methods 0.000 description 6
- 235000013311 vegetables Nutrition 0.000 description 6
- 239000010803 wood ash Substances 0.000 description 6
- 235000012766 Cannabis sativa ssp. sativa var. sativa Nutrition 0.000 description 5
- 235000012765 Cannabis sativa ssp. sativa var. spontanea Nutrition 0.000 description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 5
- 235000009120 camo Nutrition 0.000 description 5
- 150000001720 carbohydrates Chemical class 0.000 description 5
- 235000014633 carbohydrates Nutrition 0.000 description 5
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical class OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 235000005607 chanvre indien Nutrition 0.000 description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 5
- 238000003776 cleavage reaction Methods 0.000 description 5
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 5
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 5
- 230000002255 enzymatic effect Effects 0.000 description 5
- 239000011487 hemp Substances 0.000 description 5
- 238000004321 preservation Methods 0.000 description 5
- 230000007017 scission Effects 0.000 description 5
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 description 5
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 5
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 5
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 5
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 5
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 5
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 5
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 240000004808 Saccharomyces cerevisiae Species 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000003674 animal food additive Substances 0.000 description 4
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 4
- 244000309464 bull Species 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 4
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 235000019621 digestibility Nutrition 0.000 description 4
- 229940079919 digestives enzyme preparation Drugs 0.000 description 4
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 4
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 description 4
- 230000035764 nutrition Effects 0.000 description 4
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- 150000008163 sugars Chemical class 0.000 description 4
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 4
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonia chloride Chemical compound [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 3
- 108010008885 Cellulose 1,4-beta-Cellobiosidase Proteins 0.000 description 3
- 235000019750 Crude protein Nutrition 0.000 description 3
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 description 3
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 description 3
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 3
- 240000005979 Hordeum vulgare Species 0.000 description 3
- 235000007340 Hordeum vulgare Nutrition 0.000 description 3
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N Urea Chemical compound NC(N)=O XSQUKJJJFZCRTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 3
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 239000012670 alkaline solution Substances 0.000 description 3
- 239000004202 carbamide Substances 0.000 description 3
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 210000001035 gastrointestinal tract Anatomy 0.000 description 3
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 description 3
- 239000010903 husk Substances 0.000 description 3
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 description 3
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 3
- CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M methylene blue Chemical compound [Cl-].C1=CC(N(C)C)=CC2=[S+]C3=CC(N(C)C)=CC=C3N=C21 CXKWCBBOMKCUKX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 3
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 3
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 3
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 3
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 3
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 3
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 3
- MJYQFWSXKFLTAY-OVEQLNGDSA-N (2r,3r)-2,3-bis[(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)methyl]butane-1,4-diol;(2r,3r,4s,5s,6r)-6-(hydroxymethyl)oxane-2,3,4,5-tetrol Chemical compound OC[C@H]1O[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O.C1=C(O)C(OC)=CC(C[C@@H](CO)[C@H](CO)CC=2C=C(OC)C(O)=CC=2)=C1 MJYQFWSXKFLTAY-OVEQLNGDSA-N 0.000 description 2
- 235000016068 Berberis vulgaris Nutrition 0.000 description 2
- 241000335053 Beta vulgaris Species 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M Bicarbonate Chemical compound OC([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- 241000282994 Cervidae Species 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N Glucose Natural products OC[C@H]1OC(O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@@H]1O WQZGKKKJIJFFOK-GASJEMHNSA-N 0.000 description 2
- 241000215542 Microtus arvalis Species 0.000 description 2
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005903 acid hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical class OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940077731 carbohydrate nutrients Drugs 0.000 description 2
- 210000004534 cecum Anatomy 0.000 description 2
- 210000000170 cell membrane Anatomy 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 2
- 235000004426 flaxseed Nutrition 0.000 description 2
- 235000011389 fruit/vegetable juice Nutrition 0.000 description 2
- 239000008103 glucose Substances 0.000 description 2
- 229930182470 glycoside Natural products 0.000 description 2
- 150000002338 glycosides Chemical class 0.000 description 2
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 2
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000002402 hexoses Chemical class 0.000 description 2
- 235000011167 hydrochloric acid Nutrition 0.000 description 2
- 208000015181 infectious disease Diseases 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N insulin Chemical compound N1C(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(NC(=O)CN)C(C)CC)CSSCC(C(NC(CO)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CCC(N)=O)C(=O)NC(CC(C)C)C(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(=O)NC(CC=2C=CC(O)=CC=2)C(=O)NC(CSSCC(NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2C=CC(O)=CC=2)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(C)NC(=O)C(CCC(O)=O)NC(=O)C(C(C)C)NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(CC=2NC=NC=2)NC(=O)C(CO)NC(=O)CNC2=O)C(=O)NCC(=O)NC(CCC(O)=O)C(=O)NC(CCCNC(N)=N)C(=O)NCC(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC=CC=3)C(=O)NC(CC=3C=CC(O)=CC=3)C(=O)NC(C(C)O)C(=O)N3C(CCC3)C(=O)NC(CCCCN)C(=O)NC(C)C(O)=O)C(=O)NC(CC(N)=O)C(O)=O)=O)NC(=O)C(C(C)CC)NC(=O)C(CO)NC(=O)C(C(C)O)NC(=O)C1CSSCC2NC(=O)C(CC(C)C)NC(=O)C(NC(=O)C(CCC(N)=O)NC(=O)C(CC(N)=O)NC(=O)C(NC(=O)C(N)CC=1C=CC=CC=1)C(C)C)CC1=CN=CN1 NOESYZHRGYRDHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035987 intoxication Effects 0.000 description 2
- 231100000566 intoxication Toxicity 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 229960000907 methylthioninium chloride Drugs 0.000 description 2
- 230000000813 microbial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002906 microbiologic effect Effects 0.000 description 2
- 235000013336 milk Nutrition 0.000 description 2
- 239000008267 milk Substances 0.000 description 2
- 210000004080 milk Anatomy 0.000 description 2
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 2
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 2
- RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N o-toluidine Chemical compound CC1=CC=CC=C1N RNVCVTLRINQCPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 150000002972 pentoses Chemical class 0.000 description 2
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N phenol group Chemical group C1(=CC=CC=C1)O ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000035790 physiological processes and functions Effects 0.000 description 2
- 239000010908 plant waste Substances 0.000 description 2
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 150000008442 polyphenolic compounds Chemical class 0.000 description 2
- 235000013824 polyphenols Nutrition 0.000 description 2
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 2
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 2
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 2
- ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N propylbenzene Chemical group CCCC1=CC=CC=C1 ODLMAHJVESYWTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009993 protective function Effects 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 239000004460 silage Substances 0.000 description 2
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 2
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 2
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 2
- 108010011619 6-Phytase Proteins 0.000 description 1
- 108010088751 Albumins Proteins 0.000 description 1
- 102000009027 Albumins Human genes 0.000 description 1
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 244000075850 Avena orientalis Species 0.000 description 1
- 235000007319 Avena orientalis Nutrition 0.000 description 1
- 101710130006 Beta-glucanase Proteins 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 102000005575 Cellulases Human genes 0.000 description 1
- 108010084185 Cellulases Proteins 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- 108010001817 Endo-1,4-beta Xylanases Proteins 0.000 description 1
- 101710121765 Endo-1,4-beta-xylanase Proteins 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 102220547770 Inducible T-cell costimulator_A23L_mutation Human genes 0.000 description 1
- 102000004877 Insulin Human genes 0.000 description 1
- 108090001061 Insulin Proteins 0.000 description 1
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M Lactate Chemical compound CC(O)C([O-])=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 241000218652 Larix Species 0.000 description 1
- 235000005590 Larix decidua Nutrition 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 102000057297 Pepsin A Human genes 0.000 description 1
- 108090000284 Pepsin A Proteins 0.000 description 1
- 235000008331 Pinus X rigitaeda Nutrition 0.000 description 1
- 235000011613 Pinus brutia Nutrition 0.000 description 1
- 241000018646 Pinus brutia Species 0.000 description 1
- 241000183024 Populus tremula Species 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 241000282887 Suidae Species 0.000 description 1
- 235000019772 Sunflower meal Nutrition 0.000 description 1
- 241000223261 Trichoderma viride Species 0.000 description 1
- 241000209140 Triticum Species 0.000 description 1
- 235000021307 Triticum Nutrition 0.000 description 1
- 102000004142 Trypsin Human genes 0.000 description 1
- 108090000631 Trypsin Proteins 0.000 description 1
- 240000008042 Zea mays Species 0.000 description 1
- 235000005824 Zea mays ssp. parviglumis Nutrition 0.000 description 1
- 235000002017 Zea mays subsp mays Nutrition 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 1
- 150000001299 aldehydes Chemical class 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 102000004139 alpha-Amylases Human genes 0.000 description 1
- 108090000637 alpha-Amylases Proteins 0.000 description 1
- 229940024171 alpha-amylase Drugs 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019270 ammonium chloride Nutrition 0.000 description 1
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000003625 amylolytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000006053 animal diet Substances 0.000 description 1
- 230000002421 anti-septic effect Effects 0.000 description 1
- 229940064004 antiseptic throat preparations Drugs 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000001580 bacterial effect Effects 0.000 description 1
- 235000004251 balanced diet Nutrition 0.000 description 1
- 235000013405 beer Nutrition 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 1
- 230000003115 biocidal effect Effects 0.000 description 1
- OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N biuret Chemical compound NC(=O)NC(N)=O OHJMTUPIZMNBFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 1
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 230000003139 buffering effect Effects 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L calcium bis(dihydrogenphosphate) Chemical compound [Ca+2].OP(O)([O-])=O.OP(O)([O-])=O YYRMJZQKEFZXMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 235000013877 carbamide Nutrition 0.000 description 1
- 235000021257 carbohydrate digestion Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- QNEFNFIKZWUAEQ-UHFFFAOYSA-N carbonic acid;potassium Chemical compound [K].OC(O)=O QNEFNFIKZWUAEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 235000021466 carotenoid Nutrition 0.000 description 1
- 150000001747 carotenoids Chemical class 0.000 description 1
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 229940106157 cellulase Drugs 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000536 complexating effect Effects 0.000 description 1
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N copper;azane Chemical compound N.N.N.N.[Cu+2] QKSIFUGZHOUETI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000005822 corn Nutrition 0.000 description 1
- 235000013365 dairy product Nutrition 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 235000005911 diet Nutrition 0.000 description 1
- 230000037213 diet Effects 0.000 description 1
- 235000021245 dietary protein Nutrition 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010494 dissociation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005593 dissociations Effects 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000001941 electron spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006911 enzymatic reaction Methods 0.000 description 1
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N ether Substances CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 description 1
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 1
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 1
- 239000002657 fibrous material Substances 0.000 description 1
- 229930003935 flavonoid Natural products 0.000 description 1
- 235000017173 flavonoids Nutrition 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 230000037406 food intake Effects 0.000 description 1
- 235000012631 food intake Nutrition 0.000 description 1
- 239000004459 forage Substances 0.000 description 1
- 230000005176 gastrointestinal motility Effects 0.000 description 1
- 238000007429 general method Methods 0.000 description 1
- 230000034659 glycolysis Effects 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 230000003054 hormonal effect Effects 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 230000005764 inhibitory process Effects 0.000 description 1
- 229940125396 insulin Drugs 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000009878 intermolecular interaction Effects 0.000 description 1
- 230000008991 intestinal motility Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000003902 lesion Effects 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012054 meals Nutrition 0.000 description 1
- 230000002503 metabolic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000013048 microbiological method Methods 0.000 description 1
- 239000010446 mirabilite Substances 0.000 description 1
- 230000003020 moisturizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 235000019691 monocalcium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000150 monocalcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000037023 motor activity Effects 0.000 description 1
- 210000003097 mucus Anatomy 0.000 description 1
- 210000004165 myocardium Anatomy 0.000 description 1
- 210000000653 nervous system Anatomy 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N nitrous oxide Inorganic materials [O-][N+]#N GQPLMRYTRLFLPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000021049 nutrient content Nutrition 0.000 description 1
- 235000015097 nutrients Nutrition 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 238000010525 oxidative degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 description 1
- 210000000496 pancreas Anatomy 0.000 description 1
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000003415 peat Substances 0.000 description 1
- 230000002351 pectolytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 229940111202 pepsin Drugs 0.000 description 1
- 150000007965 phenolic acids Chemical class 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000001766 physiological effect Effects 0.000 description 1
- 230000035479 physiological effects, processes and functions Effects 0.000 description 1
- 229940085127 phytase Drugs 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 description 1
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 description 1
- 235000015497 potassium bicarbonate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000028 potassium bicarbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011736 potassium bicarbonate Substances 0.000 description 1
- TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M potassium hydrogencarbonate Chemical compound [K+].OC([O-])=O TYJJADVDDVDEDZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 1
- 244000144977 poultry Species 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 1
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 1
- 235000004252 protein component Nutrition 0.000 description 1
- 238000001243 protein synthesis Methods 0.000 description 1
- 230000002797 proteolythic effect Effects 0.000 description 1
- 238000004445 quantitative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009711 regulatory function Effects 0.000 description 1
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 231100000241 scar Toxicity 0.000 description 1
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-N sodium;hydron;carbonate Chemical compound [Na+].OC(O)=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
- 235000012976 tarts Nutrition 0.000 description 1
- 150000003505 terpenes Chemical class 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000001016 thiazine dye Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
- 230000014616 translation Effects 0.000 description 1
- YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N triammonium citrate Chemical compound [NH4+].[NH4+].[NH4+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O YWYZEGXAUVWDED-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical class [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000012588 trypsin Substances 0.000 description 1
- 235000013343 vitamin Nutrition 0.000 description 1
- 239000011782 vitamin Substances 0.000 description 1
- 229940088594 vitamin Drugs 0.000 description 1
- 229930003231 vitamin Natural products 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 description 1
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/30—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms
- A23K10/32—Animal feeding-stuffs from material of plant origin, e.g. roots, seeds or hay; from material of fungal origin, e.g. mushrooms from hydrolysates of wood or straw
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K10/00—Animal feeding-stuffs
- A23K10/10—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes
- A23K10/12—Animal feeding-stuffs obtained by microbiological or biochemical processes by fermentation of natural products, e.g. of vegetable material, animal waste material or biomass
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23K—FODDER
- A23K20/00—Accessory food factors for animal feeding-stuffs
- A23K20/10—Organic substances
- A23K20/189—Enzymes
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Zoology (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Biotechnology (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Physiology (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Botany (AREA)
- Mycology (AREA)
- Fodder In General (AREA)
- Feed For Specific Animals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к производству кормов для сельскохозяйственных животных. Заявлен способ приготовления кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки, включающий измельчение растительного сырья, смачивание раствором золы и соды, делигнизацию клетчатки, ферментативный гидролиз полимеров клетчатки с использованием композиции целлюлолитических ферментов, в котором в качестве соды применяют гидрокарбонат щелочного металла, используют композицию целлюлолитических ферментов с показателями биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл): эндо-1,4-β-глюканаза - 100-600, экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза - 1000-1500, β-глюкозидаза - 50-250, эндо-1,4-β-D-ксиланаза - 500-1000, экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза - 300-800; ферментативный гидролиз проводят перед делигнизацией при влагосодержании растительной массы 100-500% и температуре 40-50°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 90-120 мин, а делигнизацию проводят путем последующего нагрева массы до 90-95°C и выдержки без доступа воздуха в течение 20-25 мин под давлением 70-85 кПа с последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом. Изобретение позволяет обеспечить достижение высоких показателей глубины ферментативного гидролиза одревесневшей клетчатки и деструктирования лигнина для повышения питательной ценности перерабатываемого растительного сырья и усиления его белковосвязывающей способности, для эффективной защиты корма от повреждения с возможностью связывания токсинов неорганической и органической природы, расширить сырьевую базу сельскохозяйственного кормопроизводства за счет применения биомассы стебля лубяных растений, упростить и сократить продолжительность технологического процесса. 1 табл.
Description
Введение
Изобретение относится к области сельского хозяйства, а именно к производству кормов для сельскохозяйственных животных.
Уровень техники
Разработка сбалансированных рационов питания сельскохозяйственных животных предусматривает обязательное введение определенного количества грубых кормов, в том числе с высокой степенью одревеснения (солома, опилки, стебли растений, лузга и др.) [Богданов Г.А. Кормление сельскохозяйственных животных. М.: Агропромиздат, 1990. С. 624]. Основными их компонентами являются клетчатка и лигнин. Поскольку структурно связанные полимеры лигноцеллюлозного комплекса не ассимилируются внутренней микрофлорой крупного рогатого скота, свиней или домашней птицы, такие компоненты корма классифицируются как малоценные в плане содержания питательных веществ и их энергетического эквивалента. Основной функцией трудно перевариваемых компонентов корма является обеспечение моторики желудочно-кишечного тракта.
Животные неохотно поедают грубый корм в индивидуальной форме. В связи с этим для повышения привлекательности его используют в смесях. Например, полнорационный гранулированный комбикорм для растительноядных животных [патент RU 2379943, кл. А23Л 1/00, заявл. 31.05.2007, опубл. 27.01.2010] в качестве компонентов наряду с овсом (25%), ячменем (15%), мелассой (2,5%) и набором минеральных добавок (соль, мел, премикс, бентонит) содержит травяную муку (20%), отруби пшеничные (15%), шрот подсолнечный (15%), а в качестве одревесневшей составляющей - опилки лиственных пород деревьев в количестве 5%. Известен способ приготовления кормосмесей для животных [патент RU 2195837, кл. А23К 1/20, А23К 1/16, заявл. 28.09.2001, опубл. 10.01.2003], в котором предусматривается использование смеси измельченных до определенных размеров сочных, концентрированных и грубых кормов, смачиваемых соком зеленой травяной массы, введение добавок минеральных веществ (поваренная соль, микроэлементы и цеолит), а также свекловичной патоки, которая выполняет функции связующего вещества на стадии гранулирования кормосмеси и, благодаря высокому содержанию углеводных питательных веществ, позволяет повысить поедаемость и перевариваемость корма.
Разнообразие сырьевой базы грубых растительных кормов и большие ее объемы обусловливают задачи повышения питательной ценности собственно грубого растительного сырья. В частности, в кормах для жвачных животных особую роль играет содержание легкоусвояемых cахаров- основного источника энергии для микрофлоры преджелудков. С этой целью осуществляют его переработку для расщепления одревесневшей клетчатки с использованием термических, механических, химических, микробиологических и других процессов. Наиболее широко применяются баротермическое осахаривание целлюлозы [А.С. SU 1482646, кл. А23K 1/12, заявл. 22.01.87, опубл. 30.05.89; патент RU 2231960, кл. А23К 1/20, A23N 17/00, заявл. 28.01.2003, опубл. 10.07.2004] и обработки химическими реагентами, гидролизующими целлюлозу [Дудкин М.С. и др. Эффективность скармливания дойным коровам гидролизованных грубых кормов в сочетании с мочевиной // Животноводство. 1960. №11, С. 31-34].
Известны способы, основанные на кислотном гидролизе целлюлозы. В частности, способ обработки соломы на корм [А.С. SU 891054, кл. А23K 1/12, заявл. 04.10.80, опубл. 23.12.81, Бюл. 47] включает процесс пропаривания соломы под давлением после предварительного добавления к соломе соляной или серной кислоты в количестве 0,3-0,5% от ее веса. Процесс ведут при давлении 3 атм. и температуре 130-140°C. После пропаривания проводят нейтрализацию соломы мочевиной. Способ позволяет повысить содержание сахаров в полученном концентрате до 5,9-7,9% в расчете на сухое вещество.
Способ переработки грубого растительного сырья на корм [патент RU 2292158, кл. А23K 1/12, заявл. 06.10.2005, опубл. 27.01.2007] также реализует метод кислотного гидролиза 0,3-0,4% раствором соляной кислоты в течение 1-3 часов при температуре 120-150°C с использованием приема импульсной подачи острого пара для циклического увеличения давления в реакторе и сжатия суспензии, что обеспечивает глубокую переработку сырья с высоким содержанием легкоусвояемых компонентов.
Способ переработки соломы на корм [патент RU 2133098, кл. А23K 1/12, заявл. 02.12.1998, опубл. 20.07.1999], включающий предварительную обработку соломы диоксидом серы с последующим пропариванием в автоклаве под давлением 3-4 атм. и температуре 130-140°C, позволяет получать корм с содержанием cахаров до 30,2%. Вместе с тем способ длителен и нетехнологичен, поскольку предварительное замачивание сырья проводят в течение суток, а стадии пропаривания соломы - в течение 3 часов.
Все перечисленные способы не позволяют деструктировать лигнин в перерабатываемом растительном сырье. Лигнин извлекается из растительного сырья щелочными растворами, что широко используется, например, в целлюлозно-бумажной и текстильной промышленности, а также и в кормопроизводстве.
В частности, известен широко применяемый на практике способ обработки соломы кальцинированной содой, включающий измельчение и послойную укладку соломы, каждый слой смачивают 5%-ным раствором кальцинированной соды из расчета 100 л на 1 ц соломы и сильно уплотняют [Рекомендации по технологии подготовки соломы к скармливанию. М.: Колос, 1982, С. 10-11]. Кальцинированную солому рекомендуется скармливать в сочетании с силосом и концентратами. Она повышает минеральную питательность, резервную щелочность рациона, поддерживает кислотно-щелочное равновесие в организме животных и увеличивает их продуктивность.
Делигнизацию щелочным раствором включает способ получения корма из древесно-кустарниковой массы [Парахин Н.В., Кобозев И.В., Горбачев И.В., Лазарев Н.Н., Михалев С.С. Кормопроизводство. М.: КолосС. 2006, с. 360-380]. Но требуемой степени раздревеснения и глубины гидролиза клетчатки данный способ не обеспечивает.
Известен способ обработки измельченного целлюлозосодержащего сырья (солома, осиновые или хвойные опилки) [патент RU 2141229, кл. А23K 1/12, заявл. 31.03.1997, опубл. 20.11.1999], в котором делигнизацию обеспечивают путем обработки 20% раствором щелочи и нагрева измельченного сырья. После проведения гидролиза вносят азотистые добавки и микробиологические закваски. Однако корм повышенной питательности и переваримости получается лишь при использовании полученной биомассы в соотношении 5:95 с зерном, ячменем или кукурузой.
Известны способы обработки грубых кормов с использованием аммиачной воды (предпочтительно 25%-ной) [Воробьев Е.С., Воробьева А.Н. Химия и качество кормов. М.: Россельхозиздат, 1977. с. 58-59], с применением воздействий смеси пара с газообразным аммиаком [А.С. SU 1629021, кл. A23N 17/00, А23K 1/12, заявл. 17.12.86. опубл. 23.02.1991], либо жидкого аммиака [пат. RU 2239329, кл. А23K 1/12, заявл. 19.02.1999, опубл. 10.11.2004]. Следует заметить, что положительное действие обработок связано, главным образом, с эффектом аммонизации клетчатки, обеспечивающей повышение содержания азота, а не с изменением состояния лигнина в слабощелочной аммиачной среде [Подготовка грубых кормов к скармливанию. Электронный ресурс: режим доступа http://innoteh-sh.ru/qwert].
Для делигнизации грубых растительных кормов можно использовать реакции окислительно-восстановительной деструкции полимера. В частности, известен способ обработки соломы на корм, включающий обработку 0,2-1,0%-ным водным раствором Н2О2 с последующим пропариванием под давлением 3-4 атм. при температуре 130-140°C [А.С. SU 1371679, кл. А23K 1/12, завл. 10.01.1986, опубл. 07.02.1988, Бюл. №5].
Способ обработки соломы на корм [А.С. SU 1482646, кл. А23K 1/12, заявл. 22.01.1987, опубл. 30.05.1989, Бюл. №20] реализуется путем пропитки измельченного сырья 0,75-1,25% водным раствором NaCl при создании высокого уровня восстановительного потенциала (от +1100 до +1200 мВ) и баротермической обработки в течение 1,0-1,5 часа при температуре 140-170°C. Такие условия обеспечивают протекание редокс-превращений лигнина, что повышает перевариваемость корма животными.
Общим недостатком всех вышеперечисленных способов переработки грубых кормов с использованием химических реагентов является неизбирательность действия последних, что приводит к побочной деструкции присутствующих в биомассе веществ, способных оказать благоприятное действие на организм животных [Свиридонова М.Г., Свиридонов Г.М. Растение и здоровье: лечебные и пищевые свойства. М.: Профиздат, 1992. 272 с.]. К их числу относятся, прежде всего, нецеллюлозные полисахариды, которые экстрагируются при увлажнении, образуют слизи и благодаря обволакивающему действию способствуют улучшению пищеварения и лучшему усвоению питательных веществ. К классу углеводов относится большая группа действующих веществ растений: терпеноиды, каротиноиды, гликозиды,- которые даже в малых количествах оказывают положительное влияние на работу желудочно-кишечного тракта, поддерживают работу сердечной мышцы [Лекарственные растения Сибири / Минаева В. 5-е издание, перераб. и доп.- Новосибирск: Наука. Сибирское отделение, 1991. 431 с.]. Пектины - застуденевшие вещества межклеточников, обладают способностью связывать радиоактивный кобальт и стронций, тяжелые металлы, адсорбировать ядовитые вещества. Поскольку ферменты, способные расщеплять пектин, в желудочно-кишечном тракте животных не вырабатываются, данный вид полимеров проходит через их организм практически без повреждений, обеспечивая выведение токсинов. Положительное физиологическое влияние на организм животных, усиление выделения пищеварительных соков и перистальтики кишечника оказывают органические кислоты [Задорожный А., Кошкин А., Соколов С. и др. Справочник по лекарственным растениям // 2-е изд. М.: Экология, 1992. 415 с.]. Например, в стеблях и листьях льна, которые практически не используются на корм скоту в связи с высоким уровнем содержания лигнина и степени полимеризации целлюлозы, содержится большое количество физиологически активных фенолкарбоновых кислот: п-кумариновая, п-оксибензойная, феруловая, хлорогеновая, кофеилхинная, а так же гликозид линамарина, который известен, в частности, как один из ценнейших компонентов оболочки семян льна. Полифенольные соединения, в т.ч. природные окрашенные соединения растений - флавоноиды обладают высокой антиоксидантной активностью, способностью укреплять стенки кровеносных капилляров.
Все вышеуказанные компоненты растительного сырья целесообразно максимально сохранять в процессах получения кормовых продуктов. Избирательное действие на целлюлозу клетчатки обеспечивает использование ферментативных и микробиологических способов переработки грубых кормов.
Например, в известном способе получения корма для животных из растительного сырья [патент RU 2153813, кл. А23K 1/165, А23K 1/12, заявл. 26.11.1999, опубл. 10.08.2000] путем измельчения растительного сырья и ферментативного гидролиза с применением предварительно приготовленного препарата на основе содержимого слепой кишки обыкновенной полевки Microtus arvalis в количестве 5-10% от общей массы, перемешивания препарата с растительным сырьем, выдерживания в течение 1-3 суток и промывания смеси проточной водой при температуре 35-37°C.Препарат получают путем выращивания бактериальной флоры из слепой кишки обыкновенной полевки Microtus arvalis на безазотистом целлюлозосодержащем субстрате. В качестве растительного сырья в предлагаемом способе используют целлюлозосодержащие растительные отходы: солому, опилки, отходы целлюлозной промышленности (небеленая целлюлоза), а также отходы бумажной промышленности. Продукт ферментации представляет собой низкокалорийную, микрофракционную клетчатку (60-80%) и содержит комплекс целлюлолитических и азотфиксирующих бактерий. Однако предложенная ассоциация бактерий не может длительное время сохранять стабильное соотношение входящих в нее компонентов, что создает трудности для получения препарата с заданными свойствами. Вместе с тем способ малопригоден для переработки значительных объемов растительного сырья.
Известен способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных [патент RU №2061386 кл. А23K 1/16, заявл. 11.11.1991, опубл. 10.06.1996] путем смешения целлюлозосодержащего сырья (древесных отходов, торфа, подсолнечной лузги, корзинок подсолнечника и т.д.) с жидким птичьим пометом в определенном соотношении для развития микрофлоры при влажности 50-60%. Далее проводят гидробаротермическую обработку смеси при температуре 160-200°C в течение 15-90 мин. Способ позволяет добиться глубокого осахаривания целлюлозы, но не обеспечивает требуемой степени раздревеснения растительной массы.
Ферментативный вариант подготовки биомассы реализуется в способе получения корма для животных [патент RU №2251301 кл. А23K 1/165, заявл. 04.06.1998, опубл. 10.05.2005], который предусматривает использование в качестве компонента корма, добавляемого к основным веществам и ингредиентам корма, гранулированного материала, содержащего ферменты β-глюканазу и эндоксиланазу, а также фитазу. Используемая композиция ферментов обеспечивает гидролиз целлюлозы и гемицеллюлозных соединений в растительных компонентах корма и гидролиз моноэфиров фосфорной кислоты в липидах. Вместе с тем биопрепарат не позволяет изменить состояние лигнина в одревесневших видах сырья.
Известен способ приготовления корма из растительного сырья [А.С. SU №1287829, кл. А23K 1/165, заявл. 21.10.83, опубл. 07.02.87 Бюл. 5], включающий измельчение соломы, внесение кормовых добавок, проведение ферментативно-бактериального гидролиза при температуре 38-39°C в течение 3 ч с помощью предварительно приготовленной закваски, последующее добавление дрожжевого молочка с периодическим перемешиванием в течение 4 часов при температуре 32°C, а также заключительное запаривание при 100°C в течение 30 мин. Закваску готовят путем внесения ферментных препаратов пектофостидин П10х и амилосубтилин ГЗх, травяной муки, поваренной соли, монокальций фосфата, мочевины и воды в содержимое рубца животных, смешивают их, а полученную смесь выдерживают при 39°C в течение 2-4 часов. Дрожжевое молочко готовят, смешивая подогретую до 32°C водную суспензию отрубей с прессованными пекарскими дрожжами и выдерживая смесь в течение 3 часов при периодическом перемешивании. При влажности 68% корм содержит 7,4% сахара, 4,2% крахмала и 3,3% белка.
Среди недостатков способа отмечается слабый гидролиз одревесневшей клетчатки ферментами, входящими в состав используемых препаратов, оптимальная температура действия которых 50-55°C, pH 5,0-6,0. Кроме того разрушение пектиновых веществ растительного сырья под действием пектолитических ферментов препарата пектофостидин П10х исключает возможность проявления вышеотмеченных положительных функций данного вида физиологически активных соединений для детоксикации организма животных.
Известен способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных [патент RU 2499417, кл. А23K 1/16, А23K 1/14, заявл. 10.01.2012 опубл. 27.11.2013], в котором в качестве целлюлозного сырья используют лузгу подсолнечника и свекловичный жом, выполняют их предварительное экструдирование при температуре 110-130°C, дополнительно измельчают и перемешивают с добавкой воды и пивного сусла, после чего вносят микроорганизмы Trichoderma viride шт. F-838 в количестве 1-2% от массы смеси и выдерживают в течение 6-8 суток при температуре 26-30°C с периодическим перемешиванием. Полученную влажную смесь сушат до влажности 10-12% при температуре 40-50°C и измельчают. Авторы отмечают интенсификацию разрушения целлюлозолигнинового комплекса сырья за счет более полного гидролиза и повышение питательности корма, повышение содержания в нем белка, сохранение витаминов, уничтожение вредных микроорганизмов и обогащение целлюлозоразрушающими ферментами. Недостатком является длительность технологического процесса, и возможность инфицирования кормовой смеси спонтанной микрофлорой.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому технологическому эффекту является способ приготовления корма из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки [патент RU 2539144, кл. А23K 1/12, А23K 1/00 заявл. 14.02.2013, опубл. 10.01.2015], выбранный в качестве прототипа. Он включает следующую совокупность операций:
- измельчение растительного сырья;
- делигнизацию содержащейся в сырье клетчатки путем увлажнения его нагретым до 50°C щелочным раствором древесной золы и соды, доведенным гидроксидом натрия до pH 9-10 (100 л раствора на 1 т сырья), и выдержки не менее 10 часов;
- подкисление массы до pH 4,5-6,0 смесью серной и соляной кислот (консервант ИБ-2);
- введение раствора целлюлолитических ферментов (препараты амилоризин - П10 и Пх и амилосубтилин ГЗх) нагретого до 50-55°C с повышением влагосодержания до 60-65%, уплотнение и выдержку без доступа воздуха до снижения температуры до 38-45°C, предпочтительно в течение 2-х суток;
- введение (поверхностное или с помощью инъектора, т.е. без перемешивания) ферментативно-бактериальной закваски на основе содержимого рубца жвачных животных, содержащей целлюлолитические ферменты (аваморин П, ПП, ППК, ПК), молочнокислые бактерии и хлорид аммония с увлажнением массы до влажности 75-80%;
- выдержку смеси осуществляют в течение 30 суток без доступа воздуха.
При этом для получения ферментативно-бактериальной закваски используется содержимое рубца животных, питающихся преимущественно грубым и древесным кормом, например, лося. Возможно использование для получения ферментативно-бактериальной закваски тканей рубца животного, что позволяет исключить применение препарата аваморин.
Способ обеспечивает рациональное использование растительных отходов сельского и лесного хозяйства с вовлечением гидролизуемой клетчатки в синтез белка ферментативно-бактериальными системами.
Вместе с тем известный способ обладает существенными недостатками.
• Низкий вклад перерабатываемого одревесневшего растительного сырья в достигаемый уровень питательной ценности корма, которая обеспечивается, главным образом, введением крахмалсодержащего зернового сырья (ячменная дерть 1:1 с древесиной) и наращиванием содержания микробного белка. Недостаток связан с тремя факторами:
1) Низкая глубина конверсии клетчатки на стадии ферментативного гидролиза растительного сырья ферментными препаратами Амилоризин П10 и Пх и Амилосубтилин Г3х. После проведения стадии ферментативного гидролиза содержание сахаров в системе не превышает 3%.
Выбор данной композиции препаратов обусловливает низкий уровень проявления целлюлолитической активности, поскольку в обоих препаратах доминирующим видом белковых катализаторов являются ферменты амилолитического и протеолитического действия [ГОСТ 18919-73 Препарат ферментный амилоризин П10х; ГОСТ 23635-90 Препарат ферментный амилосубтилин Г3х]. Целлюлазы являются миноритарными компонентами, обеспечивая даже в 10%-ных растворах ничтожно малый уровень активности эндо-1,4-β-глюканазы (целлюлазы) - 20-50 ед./мл, экзо-1,4-β-глюканазы (целлобиогидролазы) и экзо-1,4-β-глюкозидазы - 130-150 ед./мл, β-глюкозидазы (целлобиазы) - 1-3 ед./мл в сравнении с величиной показателя для доминирующего фермента - α-амилаза (1450 ед./мл).
Низкий уровень целлюллитической активности используемой ферментативной системы определяет необходимость дальнейшей стадии биоконверсии сырья под действием ферментативно-бактериальной закваски. Но и в конечном продукте содержание сахаров составляет лишь 16-23%.
2) Делигнизация сырья в способе-прототипе не изменяет химическое состояние лигнина и не обеспечивает возможность его вовлечения в пищеварительный процесс, а предусматривает лишь разрушение структурных связей между лигнином и фибриллярными образованиями целлюлозы, что реализуется преимущественно за счет гидролиза промежуточного слоя разветвленных макромолекул гемицеллюлозных соединений [Гемицеллюлозы // В кн. Природные полисахариды / под ред. А.Б. Шиповской. - Саратов: 2008. Электронный ресурс: режим доступа http://www.studfiles.ru/preview/4590346].
Предложенные условия проведения стадии делигнизации при умеренном значении щелочности раствора и низкой температуре (фактическая температура земляного грунта) даже при экспозиции в течение 2-х суток не могут обеспечить существенного раздревеснения клетчатки для перевода лигнина в перевариваемое состояние высокогидролизованного пищевого полимера, что используется, например, в способе [патент SU №1837793, кл. А23K 1/16, заявл. 30.01.91, опубл. 30.08.93 Бюл. 32].
3) Повышение питательной ценности за счет обогащения корма микробным белком не решает важнейшей для кормления жвачных животных задачи повышения содержания «транзитного» белка, т.е. защиты кормового белка от преждевременного расщепления в рубце [Максимюк Н.Н., Скопичев В.Г. Физиология кормления животных: теории питания, прием корма, особенности пищеварения: учеб. пособие. - СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2004. С. 146-150], а избыточное насыщение кормовых смесей неорганическим азотом может приводить к отравлению животных аммиаком, который впитывается кровеносной системой рубца [Питательная ценность протеина для жвачных и моногастричных животных Электронный ресурс: режим доступа http://www.studfiles.ru/preview/3267766/page:3].
4) Неизбирательность разрушения углеводных компонентов клетчатки, в т.ч. пектиновых веществ, способных оказывать благоприятные для организма животного функции белковосвязывающего и детоксицирующего средства.
• Необходимость дополнительных мер защиты корма от повреждения, предупреждения интоксикации организма животных. Недостаток связан со следующими факторами:
1) Реализация способа по технологии силосования в земляной траншее предопределяет возможность инфицирования кормовой смеси микроорганизмами почвенной микрофлоры, чего, судя по описанию изобретения, удалось избежать лишь благодаря малой активности развития спонтанной микрофлоры при проведении эксперимента в холодный климатический период (с 12 ноября по 17 декабря).
2) Указанное авторами мнение о способности глауберовой соли, образующейся в системе, выполнять функции консерванта ошибочно. Другие средства, предупреждающие микотическое поражение биомассы, не предусмотрены.
3) Интенсивное гидролитическое повреждение пектиновых веществ, способных выполнять функции энтеросорбентов, прежде всего, в условиях катализа минеральными кислотами на стадии длительного (2 суток) расщепления клетчатки ферментными препаратами Амилоризин П10 и Пх и Амилосубтилин Г3х.
• Процесс обработки многостадиен и длителен (33-35 суток), требует использования экзотических ингредиентов (содержимое и мышечная ткань рубца лося). Отсутствие перемешивания массы наряду с многократным использованием поверхностного внесения реакционных компонентов предопределяет пространственно локализованное протекание процессов и неоднородность свойств продукта в объеме единовременно приготовленной партии корма.
Вместе с тем известный способ, как и все выше рассмотренные технические решения по получению кормовых добавок не позволяет обеспечить переработку на корм животным высоколигнифицированной биомассы стебля лубяных растений, включая солому масличных сортов льна, преимущественно подвергаемую сжиганию, сгнивающие в отвалах многотоннажные отходы переработки льна-долгунца, а также практически неиспользуемые в производстве пенькового волокна комлевые части стебля конопли. Проблемы использования данного вида сырья связаны с большим содержанием лигнина, достигающим в комлевых зонах стебля 23%, а также рекордно высокими значениями степени полимеризации макромолекул целлюлозы (до 30 тыс.), что затрудняет перевариваемость клетчатки в организме животных.
Сущность изобретения
Задача изобретения состоит в повышении питательной ценности перерабатываемого растительного сырья за счет увеличения глубины ферментативного гидролиза одревесневшей клетчатки и деструктирования лигнина, в обеспечении защиты корма от повреждения и возможности связывания токсинов неорганической и органической природы, в повышении белковосвязывающей способности, в упрощении и сокращении длительности технологического процесса, а также в расширении сырьевой базы сельскохозяйственного кормопроизводства за счет использования высоколигнифицированного растительного сырья лубяных культур.
Технический результат достигается тем, что в способе приготовления кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки, включающем измельчение растительного сырья, смачивание раствором золы и соды, делигнизацию клетчатки, ферментативный гидролиз полимеров клетчатки с использованием композиции целлюлолитических ферментов, в качестве соды применяют гидрокарбонат щелочного металла, используют композицию целлюлолитических ферментов с показателями биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл.):
- эндо-1,4-β-глюканаза | - 100-600, |
- экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза | - 1000-1500, |
- β-глюкозидаза | - 50-250, |
- эндо-1,4-β-D-ксиланаза | - 500-1000, |
- экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза | - 300-800; |
ферментативный гидролиз проводят перед делигнизацией при влагосодержании растительной массы 100-500% и температуре 40-50°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 90-120 мин., а делигнизацию проводят путем последующего нагрева массы до 90-95°C и выдержки без доступа воздуха в течение 20-25 мин. под давлением 70-85 кПа с последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом.
Изобретение позволяет получить следующие преимущества:
1. Повышение вклада перерабатываемого растительного сырья в достигаемый уровень питательной ценности кормового средства за счет достижения следующих эффектов:
- Увеличение глубины конверсии клетчатки благодаря оптимизированному составу композиции целлюлолитических ферментов, что оценивается по величине содержания сахаров после ферментативного гидролиза растительного сырья, которое достигает 39,3-43% против характерных для прототипа значений 1,8-3% после завершения стадии ферментативного гидролиза и 16,5-23% в готовом кормовом средстве. При этом заявленный способ предполагает трансформацию сахаров, образовавшихся в ходе ферментативного гидролиза, в низшие оксикарбоновые кислоты, которые являются ключевым источником энергии благодаря легкому преодолению клеточных мембран и проникновению в кровеносную систему животных, а также эффектам стимуляции механизмов усиленного углеводного пищеварения, что важно в стойловый период кормления животных, сопряженный с малой их двигательной активностью.
- Проведение делигнизации растительной массы с обеспечением деполимеризации лигнина для вовлечения его в пищеварительных процесс, что оценивается по способности полимера растворяться в 72%-ной серной кислоте; содержание кислоторастворимого полимера по заявленному способу достигает значений 3,3-18,4 масс. % против 0,2-0,4 масс. % по прототипу.
- Придание кормовому средству способности повышения содержания «транзитного» белка в композициях с высокопротеиновыми кормовыми препаратами за счет повышения способности пектиновых веществ растительной массы к межмолекулярному взаимодействию с белками, что оценивается по показателям общего содержания пектиновых веществ (9-64 мг/г по заявляемому способу против 2-16 мг/г по прототипу), степени структурного высвобождения пектина (95-97% против 2-7% по прототипу) и величины белковосвязывающей способности продукта (40-115 мг/г против 0,6-1,5 мг/г по прототипу).
2. Усиление защиты корма от повреждения и предупреждения интоксикации организма животных за счет достижения следующих эффектов:
- Повышение сохранности кормов на срок до 6 месяцев в результате проявления биоцидной активности генерируемых оксикарбоновых и фенилкарбоновых кислот, что оценивается по изменению (стабильности) значений pH водной вытяжки из кормового средства; величина показателя по заявленному способу получения кормового средства поддерживается на уровне 5,7-6,1 ед., против фиксируемого для прототипа падения pH с 5,0-5,1 до 4,0-4,2 ед. через 2 недели хранения кормового продукта при комнатной температуре.
- Предупреждение протекания автоокислительной деструкции кормового средства при хранении и ингибирования радикальных физиологических процессов в организме животного, что оценивается по величине показателя антиоксидантной способности, достигающей 55-100 кКл/100 г при фактическом отсутствии данного свойства у продукта, получаемого по прототипу.
- Улучшение детоксицирующей способности кормового средства в отношении токсинов неорганической и органической природы, что обусловлено высокой комплексообразующей способностью сохраненного пектина и оценивается по показателям адсорбционной емкости в отношении соответствующих маркеров: ионов меди (35-68 мг/г против 0,3-0,7 мг/г по прототипу) и тиазинового красителя метиленовый голубой (54-94 мг/г против 6,3-20,5 мг/г по прототипу).
3. Упрощение и сокращение длительности процесса при обеспечении однородности свойств получаемого продукта за счет того, что вместо шести операций обработки растительной массы с общей продолжительностью 35 суток проводят четыре операции с общей длительностью процессов 2,8-3,5 часа, что в 240-300 раз меньше по сравнению с прототипом, при этом все операции осуществляются при перемешивании.
4. Расширение сырьевой базы сельскохозяйственного кормопроизводства за счет эффективной делигнизации используемых видов растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки, включая лубоволокнистые материалы.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Заявленным способом можно перерабатывать растительное сырье с высоким содержанием одревесневшей клетчатки, в том числе обычные виды грубых кормов солому злаковых культур, древесные опилки, а также стеблевую часть лубоволокнистых растений, включая масличные сорта льна, отходы производства льняного и пенькового волокна.
Для осуществления способа используют следующие реагенты.
• Можно применять древесную золу как лиственных, так и хвойных деревьев с широким набором микроэлементов, представленных неорганическими солями кальция (карбонат, силикат, сульфат, хлорид), магния (силикат, сульфат), калия (ортофосфат) и натрия (ортофосфат, хлорид) и др.
• В качестве соды используется гидрокарбонат щелочного металла, например гидрокарбонат натрия (натрий углекислый кислый ГОСТ 4201-79), калий двууглекислый (калий углекислый кислый ГОСТ 4143-78).
• В композиции целлюлолитических ферментов могут быть использованы гомогенные и промышленные полиферментные препараты, содержащие следующие ферменты:
1) эндо-1,4-β-глюканаза (тривиальное название целлюлоза, классификационный номер, установленный действующей Международной классификацией ферментов 1961 г. КФ 3.2.1.4);
2) экзо-1,4-β-глюканаза (целлобиогидролаза, КФ 3.2.1.91) и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза (КФ 3.2.1.74);
3) β-глюкозидаза (целлобиаза) (КФ 3.2.1.21);
4) эндо-1,4-β-D-ксиланаза(К.Ф. 3.2.1.8);
5) экзо-1,4-β-D-ксилозидаза (К.Ф. 3.2.1.37) и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза (К.Ф. 3.2.1.72).
Композиция целлюлолитических ферментов может быть получена, например, путем смешения в определенных комбинациях и соотношениях препаратов:
- Целловиридин Г3х (ТУ 9291-014-00479563-00) содержит ферменты 1)-3);
- Целловиридин Г20х (ТУ 9152-008-05800805-93) содержат ферменты 1)-3);
- ЦеллоЛюкс-А (ТУ 9291-023-13684916-09) содержит ферменты 1)-4);
- Ксибетен-Цел (ООО «Биовет-фермент», Россия) содержит ферменты 1)-3);
- Ксилоглюканофоетидин П10х (ТУ 9152-032-34588571-99) содержит ферменты 1), 2), 4), 5);
- Ксилолюкс (ТУ 9291-024-13684916-09) содержит ферменты 1), 2), 4), 5);
- Ксиланаза (ТУ 9291-035-34588571-2001) содержит ферменты 1), 2), 4), 5);
- Ксибетен-Ксил (ООО «Биовет-фермент», Россия) содержит ферменты 2), 4), 5);
- Фидбест-W (ООО ПО «Сиббиофарм», Россия) содержит ферменты 2), 4), 5);
• Для приготовления раствора целлюлолитических ферментов может быть использована дистиллированная или техническая умягченная вода. Дозировку ферментных препаратов осуществляют, контролируя уровень каталитической активности компонентов полиферментной композиции в соответствии с общепринятыми методиками тестовых экспериментов [Рухлядева А.П., Полыгалина Г.В. Методы определения гидролитических ферментов. - М.: Легпищпром. 1981. - 290 с.].
• В качестве дополнительных компонентов композиция целлюлолитических ферментов может содержать смачиватели, комплексообразователи, антивспениватели, нейтральные электролиты.
• В качестве дополнительного компонента в кормовое средство может вводиться белковый концентрат, преимущественно с низким содержанием транзитного белка, например, жидкие, суспендированные или сухие формы послеспиртовой барды.
Способ может быть реализован на типовом оборудовании для измельчения растительного сырья и его переработки в увлажненном состоянии с возможностью перемешивания и нагрева, регулирования наличия контакта с воздухом или изоляции от атмосферы с избыточным давлением.
Для измельчения могут быть применены, в частности: роторно-дисковый измельчитель, экструдер, гидравлическая резальная машина с гильотинным режущим механизмом, резальная машина с непрерывным перемешиванием сырья под ножами. Для смачивания, ферментативного гидролиза и делигнизации растительной массы можно использовать реактор с вертикальным перемешиванием массы без образования застойных зон, который имеет нагревательную рубашку для поддержания заданной температуры, а также возможность изолирования от атмосферы и регулируемого подъема давления.
Способ реализуют последовательным проведением следующих операций:
Измельчение предназначено для предварительного рыхления, разрушения уплотненных образований и формирования смеси растительной массы с размером частиц не более 40 мм.
Смачивание раствором золы и соды, наряду с задачей внесения минеральных компонентов, предупреждает потерю биокаталитической активности при использовании композиции целлюлолитических ферментов без специальных буферирующих добавок. Предпочтительно проведение пропитки растительного сырья технологическим раствором золы и соды с температурой не ниже 50°C в течение 5-10 мин.
Ферментативный гидролиз полимеров клетчатки проводят, обеспечивая глубокую конверсию до низкомолекулярных продуктов с целью наращивания содержания «быстрых углеводов», которые наряду с повышением питательной ценности корма участвуют в последующем протекании реакций делигнизации. При этом должны соблюдаться условия сохранности и структурного высвобождения пектиновых веществ, повышения их детоксицирующей и белковосвязывающей способности. Комплекс технологических требований обеспечивает применение композиции целлюлолитических ферментов с показателями биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл.):
- эндо-1,4-β-глюканаза | - 100-600; |
- экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза | - 1000-1500; |
- β-глюкозидаза | - 50-250; |
- эндо-1,4-β-D-ксиланаза | -500-1000; |
- экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза | - 300-800. |
Операция проводится при влагосодержании растительной массы 100-500% и температуре 40-50°C, при перемешивании в контакте с воздухом в течение 90-120 мин.
Делигнизация включает протекание редокс-превращений лигнина под действием продуктов ферментативного гидролиза полисахаридов клетчатки, обеспечивающих частичную его деполимеризацию с целью вовлечения в пищеварительный процесс, а также для перевода структурных фенилпропановых звеньев в свободную фенольную форму и повышения антиоксидантной способности, свойственной полифенольным соединениям, что в свою очередь предупреждает автоокислительное повреждение корма в процессе хранения, а при попадании в организм животного - стимулирует его внутренние защитные функции. Делигнизацию проводят путем нагрева массы до 90-95°C с выдержкой без доступа воздуха под давлением 70-85 кПа в течение 20-25 мин. Последующее охлаждение осуществляют естественным теплообменом при перемешивании массы в контакте с воздухом. Условия обработки обеспечивают последовательное протекание серии химических реакций диссоциации гидрокарбоната щелочного металла (1), ретроальдольного распада cахаров с образованием высокоактивных редуцирующих агентов общей формулы R-HC=O (2), восстановления карбонильных групп в макромолекулах лигнина и разрыва прилегающей эфирной связи между фенилпропановыми звеньями полимера с образованием дополнительного количества структурных звеньев в свободной фенольной форме (3):
Реакция (3) протекает в присутствии избытка продуктов реакции (2), что обеспечивается соблюдением заявленных параметров ферментативной деструкции полимеров клетчатки для образования достаточного количества низкомолекулярных сахаров, а также условий прохождения целевых реакций (2) и (3), включая обязательное отсутствие контакта с атмосферным кислородом. Последующее проведение охлаждения массы в контакте с воздухом обеспечивает кислородное окисление избыточного количества образовавшихся по реакции (2) альдегидов с образованием низших оксикарбоновых кислот (4):
Эти превращения преследуют достижения ряда целевых эффектов. Прежде всего, они обеспечивают перевод минеральной формы микроэлементов золы в хорошо растворимые органические соли с лучшей способностью усваиваться организмом животных. Вместе с тем гликолевая, оксимасляная, молочная кислоты являются ценным энергетическим источником. В отличие от глюкозы, способной проходить через клеточные мембраны только в присутствии инсулина, перенос этих веществ не требует гормональной поддержки, поэтому они всасываются в кровь уже в рубце жвачного животного. Окисление этих веществ обеспечивает организм энергией, способствует наращиванию мышечных тканей, что особо важно при откармливании молодняка. Вместе с тем оксикарбоновые кислоты выполняют в организме важные регуляторные функции. В частности молочная кислота, генерируемая в обычных условиях путем метаболического гликолиза глюкозы, важна для работы нервной системы и мозга, «включает» (или переключает, накапливаясь естественным образом в мышцах при увеличенных нагрузках) организм на интенсивное потребление углеводного питания. По аналогии с показаниями увеличенного потребления пищи с молочной кислотой для людей, ведущих малоактивный образ жизни, полезно увеличенное потребление лактата животными в малоактивный период стойлового кормления, когда и осуществляется основное использование кормовых смесей.
При реализации способа допустимо использование получаемого кормового средства с естественным влагосодержанием не более 20%, достигаемым в процессе испарения влаги в процессе перемешиваемого охлаждения массы. Для обеспечения длительной сохранности кормового средства могут использоваться методы гранулирования или получения высушенной дисперсной выпускной формы.
Способ получения кормового средства предполагает его использование в сочетании с высокопротеиновыми компонентами кормовых смесей или рационов питания животных. Даже при получении подобных смесей непосредственно перед их скармливанием проявляемый повышенный уровень белковосвязывающей способности кормового средства по изобретению позволяет повысить устойчивость белка к преждевременному расщеплению в рубце жвачных животных. Вместе с тем способ по изобретению позволяет осуществлять смешивание полученного кормового средства с высокопротеиновым концентратом непосредственно после завершения охлаждения делигнизированной массы. Предпочтительно использовать высокопротеиновой концентрат с низким удельным содержанием «транзитного» белка, например, послеспиртовую барду в сухой или суспендированной формах с содержанием сырого протеина 10-40% в пересчете на сухое вещество, в котором массовая доля транзитного белка, как правило, составляет от 5,5 до 22%.
Оценку эффективности предлагаемого способа получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки и прототипа проводили по одинаковой совокупности показателей и характеристикам свойств полученного кормового средства в пересчете на сухой остаток:
1 - содержание сахаров (GBC, масс. %), определяемое методом спектроскопии окрашенных комплексов cахаров с динитросалициловым реагентом [Итоги науки и техники. Методы изучения и свойства целлюлолитических ферментов // под ред. С.Д. Варфоломеева. М.: ВИНИТИ, 1993. С. 31], - для оценки глубины конверсии растительной массы при ферментативном гидролизе;
2 - содержание кислоторастворимого лигнина (GЛР, масс. %), определяемое по разнице общего содержания лигнина после растворения целлюлозы медноаммиачным раствором в соответствии с методикой [ГОСТ 25438-82] и массовой доли лигнина, не растворимого в 72%-ной серной кислоте [Оболенская А.В., Ельницкая З.П., Леонович А.А. Лабораторные работы по химии древесины и целлюлозы. / Учебное пособие для вузов. - М; 1991. С. 185-186.],- для оценки эффективности проведения делигнизации клетчатки и возможности вовлечения его в пищеварительный процесс;
3 - содержание пектиновых веществ, определяемое по количеству полимера, экстрагируемого в раствор лимоннокислого аммония, с использованием метода электронной спектроскопии [Корнейчик Т.В., Боровская Л.А., Зильбертглейт М.А. Определение гексоз, пентоз и уроновых кислот в целлюлозных полуфабрикатах. 1. Определение гексоз, пентоз и уроновых кислот с о-толуидиновым реагентом // Химия древесины. 1986. №5. С. 42-45], в абсолютном значении массовой доли (П, мг/г) и в относительном выражении остаточного количества полимера к его содержанию в исходном растительном сырье (ПОСТ=100⋅П/ПИСХ, %), - для оценки сохранности пектина после ферментативного гидролиза полимеров клетчатки;
4 - содержание структурно высвобожденного пектина (ПCB, мг/г), определяемое по количеству пектина, извлеченного из навески сухой растительной массы щавелевой кислотой [Иванова Н.В., Попова О.В., Бабкин В.А. Изучение влияния различных факторов на выход и некоторые характеристики пектиновых веществ коры лиственницы. / Химия растительного сырья. 2003. №4. С. 43-46], и показатель степени высвобождения пектина (СВП, %), рассчитываемый из отношения значения ПСВ к величине показателя П, - для характеристики доступности и реакционной способности пектина для адсорбционных взаимодействий;
5 - антиоксидантная активность (АОА, кКл/100 г), определяемая титриметрическим методом с перманганатом калия [патент RU 2170930, кл. G01N 33/50, G01N 33/52, заявл. 05.05.2000, опубл. 20.07.2001], - для оценки эффективности повышения устойчивости кормового средства к окислительной деструкции и усиления защитных функций организма животных;
6 - сорбционная емкость в отношении ионов меди (АCu, мг/г), определяемая спектрофотометрическим методом по изменению окраски образуемого окрашенного комплексного соединения Cu (II) с аммиаком [Садименко Л.П., Князева Т.В., Цыганков Е.М. Методическое пособие к практическим занятиям по аналитической химии. Количественный анализ. Часть 5. Ростов-на-Дону: РГУ, 2004. С. 11-13], - для оценки эффективности детоксицирующей способности в отношении тяжелых металлов - основного вида неорганических вредных веществ;
7 - сорбционная емкость в отношении метиленового голубого (АМГ, мг/г), определяемая спектрофотометрическим методом в соответствии с методикой [ГОСТ 13144-79], - для оценки эффективности детоксикации организма животных в отношении токсинов органической природы;
8 - белковосвязывающая способность (АБ, мг/г), измеряемая методом спектроскопии окрашенных комплексов альбумина с биуретовым реактивом [Государственная фармакопея СССР одиннадцатое издание. Выпуск 2. Общие методы анализа лекарственное растительное сырье. Т. 2 ГФ XI. С. 33],- для оценки эффективности повышения питательной ценности кормового средства при использовании в композициях с протеиновыми концентратами, характеризующимися низким содержанием транзитного белка;
9 - массовая доля сырого протеина (GБ, масс. %), оцениваемая в соответствии с рекомендациями [ГОСТ 13496.4-93];
10 - содержание транзитного белка, определяется по скорости гидролиза пищевого протеина ферментами желудочно-кишечного тракта - пепсином и трипсином [Чиркина Т.Ф., Битуева Э.Б. Метод, указания к выполнению лабораторного практикума по курсу «Пищевая химия» для студентов пищевых специальностей. - Улан-Удэ: ВСГТУ, 2000. С. 9-12.] с расчетом абсолютного значения (GТБ, масс. %) и в виде относительного показателя степени защиты белка (СЗБ=GТБ/GБ, %);
11 - контроль за pH водной вытяжки кормового средства [ГОСТ 24596.5-81] - для оценки длительности его хранения без закисания и гниения.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами:
Пример 1.
Приготовление кормового средства осуществляли из древесных опилок сосны. Способ приготовления кормового средства проводили по следующему технологическому режиму:
1 - измельчение на роторно-дисковом измельчителе РДИ 2/350;
2 - смачивание раствором древесной золы (40 г/л) и гидрокарбоната натрия (15 г/л) при температуре 50°C в течение 10 мин.;
3 - ферментативный гидролиз полимеров клетчатки композицией целлюлолитических ферментов, получаемой путем смешения препаратов Целловиридин Г3х и Ксилолюкс в количестве, обеспечивающем следующие значения показателей биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл.):
- эндо-1,4-β-глюканаза | - 600; |
- экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза | - 1350; |
- β-глюкозидаза | - 250, |
- эндо-1,4-β-D-ксиланаза | - 1000; |
- экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза | - 800, |
при влагосодержании растительной массы 100% и температуре 50°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 120 мин.;
4 - делигнизация путем нагрева массы до 95°C без доступа воздуха и выдержки в течение 25 мин. под давлением 85 кПа с последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом.
Получено кормовое средство в выпускной форме с остаточным влагосодержанием не более 20% без проведения дополнительной сушки, пригодное для краткосрочного использования на корм сельскохозяйственным животным.
Для сравнения получение кормового средства проводили по прототипу [патент RU №2539144].
Результаты сопоставления свойств кормового средства по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого способа получения кормового средства и прототипа представлены в таблице.
Пример 2.
Приготовление кормового средства осуществляли из смеси ржаной соломы и соломы льна-кудряша 1:1. Способ приготовления кормового средства проводили по следующему технологическому режиму:
1 - измельчение на резальной машине ЛРШ-2-40;
2 - смачивание раствором древесной золы (40 г/л) и гидрокарбоната натрия (25 г/л) при температуре 50°C в течение 15 мин.;
3 - ферментативный гидролиз полимеров клетчатки композицией целлюлолитических ферментов, получаемой путем смешения препаратов Ксибетен-Цел и Фидбест-W в количестве, обеспечивающем следующие значения показателей биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл.):
- эндо-1,4-β-глюканаза | - 300; |
- экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза | - 1200; |
- β-глюкозидаза | - 110, |
- эндо-1,4-β-β-ксиланаза | - 800; |
- экзо- 1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо- 1,3-β-ксилозидаза | - 430, |
при влагосодержании растительной массы 350% и температуре 45°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 100 мин.;
4 - делигнизация путем нагрева массы до 93°C с выдержкой без доступа воздуха в течение 20 мин. под давлением 79 кПа и последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом.
Для получения кормового средства, обогащенного протеином, в охлажденную систему вводили суспензию послеспиртовой барды (кек).
Для получения кормового средства в виде гранул влажную массу обрабатывали на пресс-грануляторе (КМРМ-250). Формирование гранул осуществляли при давлении 1000 кг/см3. Диаметр гранул 8 мм при длине 50 мм.
Для сравнения получение кормового средства проводили по прототипу [патент RU №2539144].
Результаты сопоставления свойств кормового средства по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого способа получения кормового средства и прототипа представлены в таблице.
Пример 3.
Приготовление кормового средства осуществляли из льняных угаров. Способ приготовления кормового средства проводили по следующему технологическому режиму:
1 - измельчение на двухшнековом экструдере ИИРТ-5;
2 - смачивание раствором древесной золы (40 г/л) и гидрокарбоната натрия (20 г/л) при температуре 50°C в течение 15 мин.;
3 - ферментативный гидролиз полимеров клетчатки композицией целлюлолитических ферментов, получаемой путем смешения препаратов ЦеллоЛюкс-А и Ксилоглюканофоетидин в количестве, обеспечивающем следующие значения показателей биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл.):
- эндо-1,4-β-глюканаза | - 100; |
- экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза | - 1000; |
- β- глюкозидаза | - 50, |
- эндо-1,4-β-D-ксиланаза | - 500; |
- экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза | - 300, |
при влагосодержании растительной массы 500% и температуре 40°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 90 мин.;
4 - делигнизация путем нагрева массы до 90°C с выдержкой без доступа воздуха в течение 20 мин. под давлением 70 кПа и последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом.
Для получения выпускной формы кормового средства массу сушили конвективным способом в сушильном шкафу путем обдувания теплоагентом.
Для сравнения получение кормового средства проводили по прототипу [патент RU №2539144].
Результаты сопоставления свойств кормового средства по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого способа получения кормового средства и прототипа представлены в таблице.
Пример 4.
Приготовление кормового средства осуществляли из комлевой части стебля конопли. Способ приготовления кормового средства проводили по следующему технологическому режиму:
1 - измельчение на роторно-дисковом измельчителе РДИ 2/350;
2 - смачивание раствором древесной золы (40 г/л) и гидрокарбоната натрия (25 г/л) при температуре 50°C в течение 15 мин.;
3 - гидролиз полимеров клетчатки композицией целлюлолитических ферментов, получаемой путем смешения препаратов Целловиридин Г20х, Ксибетен-Ксил и Ксилаза в количестве, обеспечивающем следующие значения показателей биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл.):
- эндо-1,4-β-глюканаза | - 450; |
- экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза | - 1500; |
- β-глюкозидаза | - 180, |
- эндо-1,4-β-D-ксиланаза -850; | |
- экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза | - 650, |
при влагосодержании растительной массы 200% и температуре 45°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 120 мин.;
4 - делигнизация путем нагрева массы до 95°C с выдержкой без доступа воздуха в течение 25 мин. под давлением 85 кПа и последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом.
Для получения сухой выпускной формы кормового средства массу дополнительно сушили в сушильной камере.
Для сравнения получение кормового средства проводили по прототипу [патент RU №2539144].
Результаты сопоставления свойств кормового средства по совокупности анализируемых показателей для предлагаемого способа и прототипа представлены в таблице.
Анализ представленных в таблице данных показывает, что заявленный способ применим для приготовления кормового средства как из традиционных видов грубого растительного сырья (древесные опилки, ржаная солома), так и из высоколигнифицированной биомассы стебля лубяных растений, включая солому масличных сортов льна, отходы переработки льна-долгунца, комлевые части стебля конопли. Наряду с уменьшением числа операций обработки растительной массы и сокращением в 240-300 раз общей длительности технологического процесса, способ обеспечивает достижение высоких показателей глубины ферментативного гидролиза одревесневшей клетчатки и деструктирования лигнина для повышения питательной ценности перерабатываемого растительного сырья, эффективную защиту корма от повреждения и возможность связывания токсинов неорганической и органической природы, а также усиление белковосвязывающей способности.
В частности:
1) Глубину расщепления полимеров клетчатки на стадии ферментативного гидролиза отражают результаты достигаемого уровня содержания сахаров GBC в растительной массе, величина которого в 14,3-21,8 раза превышает значения показателя на соответствующей стадии реализации способа по патенту РФ №2539144 и в 1,9-2,2 раза выше данной характеристики для конечного продукта по прототипу.
2) Содержание кислоторастворимого лигнина ОЛР, характеризующее полноту делигнизации растительной массы и перевода полимера в высокогидролизованное состояние, по заявленному способу достигает значений 3,3-18,4 масс. % против 0,2-0,4 масс. % по прототипу, что существенно повышает эффективность его вовлечения в пищеварительный процесс.
3) Расщепление углеводных компонентов клетчатки осуществляется избирательно с максимальным сохранением полимеров пектиновых веществ, остаточное содержание которых по предлагаемому способу составляет 97-99%, что в 3,9-4,9 раза превышает уровень показателя при реализации способа по патенту РФ №2539144. При этом степень структурного высвобождения пектиновых веществ, достигаемого в результате расщепления полимерного окружения, составляет 95-97% против 2-7% для прототипа, что обусловливает высокую реакционную способность полимера.
4) Увеличение количества структурно высвобожденного пектина обеспечивает совокупность взаимодополняющих эффектов:
- возрастание показателя белковосвязывающей способности АБ до 40-115 мг/г против 0,6-1,5 мг/г по прототипу не только обусловливает высокую (СЗБ=87-93%) степень защиты от преждевременного расщепления в рубце малых количеств соединений белковой природы, непосредственно присутствующих в перерабатываемой растительной биомассе, но также обеспечивает достижение 93%-ной степени перевода в связанное состояние протеинов послеспиртовой барды, добавляемой к полученному кормовому средству в количествах, обеспечивающих содержание сырого протеина 15 масс. %, в то время как по прототипу доля транзитного белка не превышает 28-70%;
- улучшение детоксицирующей способности кормового средства - сорбционная емкость в отношении ионов меди АCu повышается в 117-136 раз, метиленового голубого АМГ 2,9-9,8 раза.
5) Повышение антиоксидантной активности кормового средства (АОА) до 55-100кКл/100 г подтверждает усиление химической активности антиоксидантов, образующихся в системе при делигнизации и способных предупреждать автоокислительное повреждение корма при хранении, регулировать процессы его переваривания и ингибировать протекание радикальных физиологических процессов.
6) Усиление мер защиты корма от повреждения обеспечивает повышение сохранности кормов в 4,4-13,3 раза за счет подавления развития спонтанной микрофлоры при использовании внутренних (генерируемых в системе) антиоксидантов, окси- и фенилкарбоновых кислот, выполняющих роль консервантов и антисептиков.
7) Способ обеспечивает расширение сырьевой базы сельскохозяйственного кормопроизводства за счет использования высоколигнифицированного растительного сырья лубяных культур.
Claims (3)
- Способ приготовления кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки, включающий измельчение растительного сырья, смачивание раствором золы и соды, делигнизацию клетчатки, ферментативный гидролиз полимеров клетчатки с использованием композиции целлюлолитических ферментов, отличающийся тем, что в качестве соды применяют гидрокарбонат щелочного металла, используют композицию целлюлолитических ферментов с показателями биокаталитической активности в рабочем растворе (ед./мл):
-
эндо-1,4-β-глюканаза 100-600 экзо-1,4-β-глюканаза и/или экзо-1,4-β-глюкозидаза 1000-1500 β-глюкозидаза 50-250 эндо-1,4-β-D-ксиланаза 500-1000 экзо-1,4-β-D-ксилозидаза и/или экзо-1,3-β-ксилозидаза 300-800 - ферментативный гидролиз проводят перед делигнизацией при влагосодержании растительной массы 100-500% и температуре 40-50°C, обеспечивая контакт с воздухом и перемешивая в течение 90-120 мин, а делигнизацию проводят путем последующего нагрева массы до 90-95°C и выдержки без доступа воздуха в течение 20-25 мин под давлением 70-85 кПа с последующим естественным охлаждением при перемешивании в контакте с воздухом.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114939A RU2666769C1 (ru) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | Способ получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017114939A RU2666769C1 (ru) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | Способ получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2666769C1 true RU2666769C1 (ru) | 2018-09-12 |
Family
ID=63580327
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017114939A RU2666769C1 (ru) | 2017-04-27 | 2017-04-27 | Способ получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2666769C1 (ru) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU751385A1 (ru) * | 1978-12-08 | 1980-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт | Способ приготовлени корма |
SU1836031A3 (en) * | 1991-11-26 | 1993-08-23 | Oleg A Ajbazov | Forage on the base of cellulose-bearing raw material and method of its preparation |
RU2050142C1 (ru) * | 1991-06-11 | 1995-12-20 | Айбазов Олег Аубекирович | Корм на основе целлюлозосодержащих отходов полеводства и способ его получения |
RU2539144C2 (ru) * | 2013-02-14 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Способ приготовления кормов из сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки |
-
2017
- 2017-04-27 RU RU2017114939A patent/RU2666769C1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU751385A1 (ru) * | 1978-12-08 | 1980-07-30 | Всесоюзный Научно-Исследовательский Биотехнический Институт | Способ приготовлени корма |
RU2050142C1 (ru) * | 1991-06-11 | 1995-12-20 | Айбазов Олег Аубекирович | Корм на основе целлюлозосодержащих отходов полеводства и способ его получения |
SU1836031A3 (en) * | 1991-11-26 | 1993-08-23 | Oleg A Ajbazov | Forage on the base of cellulose-bearing raw material and method of its preparation |
RU2539144C2 (ru) * | 2013-02-14 | 2015-01-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Российский государственный аграрный университет - МСХА имени К.А. Тимирязева" (ФГБОУ ВПО РГАУ - МСХА имени К.А. Тимирязева) | Способ приготовления кормов из сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Hanafi et al. | Some observations on rice straw with emphasis on updates of its management | |
Salem et al. | Effects of sun-drying and exogenous enzymes on nutrients intake, digestibility and nitrogen utilization in sheep fed Atriplex halimus foliages | |
Ahmed et al. | Effect of urea-treatment on nutritive value of sugarcane bagasse | |
CN101461443A (zh) | 水解膨化饲料及其制造方法 | |
CN105472994A (zh) | 制备饲料添加剂的方法 | |
AU2015208030A1 (en) | Use of an enzymatic composition in the feed of ruminants | |
PANYASAK et al. | Effect of moisture content and storage time on sweet corn waste silage quality | |
Guo et al. | Animal production based on crop residues: Chinese experiences | |
Torres et al. | Effects of various fibrolytic enzyme extracts on digestibility and productive performance of lambs fed a forage-based diet | |
CN107373149A (zh) | 以木薯渣和苹果渣为主料的发酵种猪饲料及其制备工艺 | |
RU2277345C1 (ru) | Полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав | |
Harrison | Sugarcane‐derived animal feed | |
RU2666769C1 (ru) | Способ получения кормового средства из растительного сырья с высоким содержанием одревесневшей клетчатки | |
US20210307360A1 (en) | Process for improving wheat straw degradation | |
Hassen et al. | Role of Exogenous Enzymes in Feed Digestibility and Reducing the Emission Intensity of Enteric Methane Production in Ruminants | |
Saminathan et al. | TREATED OIL PALM FROND AND ITS UTILISATION AS AN IMPROVED FEEDSTUFF FOR RUMINANTS–AN OVERVIEW | |
Katoch | Quality and digestibility of crop residues | |
Neethling | Utilization preparation of Senegalia mellifera to produce animal fodder | |
Dean et al. | Effect of Treatment with Fibrolytic Enzymes or Ammonia on the Nutritive Value of Guineagrass (Panicun maximum) Hay | |
De La Cruz | Steam treated bagasse for fattening cattle. Effect of supplementation with Gliricidia sepium and urea/molasses | |
RU2787035C2 (ru) | Способ улучшения деградации пшеничной соломы | |
Goyal et al. | Sugar Beet as Cattle Feed: Scope and Prospects | |
Yulistiani et al. | NITRITIVE VALUE IMPROVEMENT OF RICE STRAW VARIETIES FOR RUMINANTS AS DITERMINED BY CHEMICAL COMPOSITION AND IN VITRO ORGANIC MATTER DIGESTIBILITY | |
Hussain et al. | Effect of exogenous fibrolytic enzymes on ruminant performance | |
RU2706068C2 (ru) | Композиция для получения высококачественных кормов из многолетних высокобелковых бобовых трав |