SE508922C2 - Förfarande för minskning av nedbrytbarheten av foderprotein - Google Patents

Description

508 922 2 10 15 20 25 30 35 Kommersiella metoder för åstadkommande av s k skyddat protein är vanligen baserade på tillsatser av kemikalier, såsom formalin, lignosulfonater eller zink- eller magnesiumsalter, eventuellt i kombination med en värmebehandling. Dessa kända metoder har alla nackdelar i form av kostnader för kemikalietillsatsen samt ökning av den oorganiska andelen i fodret, uttryckt som ”barlast av askinnehåll”. Användningen av formaldehyd är dessutom förbjuden i de flesta länder pga miljö- och hälsoskäl.

Det är vidare känt att genom värmebehandling minska nedbrytbarheten av foderprotein (se t ex Marshall D. Feedstuffs, sid 24-29). De flesta beskrivna behandlingarna har ut- förts vid temperaturer mellan 120 och 150°C, vilka tempe- Stern, 9 november 1981, raturer uppnås genom mekanisk friktion i exempelvis extruderapparater resulterande i inhomogen behandling.

Temperaturen kan även uppnås genom behandling i auto- klaver, vilket likaså resulterar i en inhomogen behand- ling. Behandlingstiderna är långa, från ca 15 min till flera timmar.

Det krävs således en tämligen hård värmebehandling för att åstadkomma en tillräcklig hög skyddsgrad.

Samtidigt måste en alltför hård värmebehandling undvikas, eftersom proteinet då kan bli ”överskyddat” ted) (overprotec- och den totala nedbrytbarheten minskar.

Det har nu överraskande visat sig att man kan uppnå ett fullt skydd av foderprotein utan bieffekter genom en mycket kortvarig behandling.

Enligt uppfinningen åstadkommes således ett förfa- rande för minskning av nedbrytbarheten av i vegetabiliskt foder för idisslare ingående protein genom värmebehand- ling av fodret, vid vilket förfarande fodret momentant utsättes för hög temperatur vid reglerad vattenhalt genom kondensation av vattenånga på fodret.

Vid en föredragen utföringsform av förfarandet höjs temperaturen momentant till 130-170°C, och ännu hellre till 150-170°C. Denna temperatur upprätthålles därefter i 10 15 20 25 30 35 3 508 922 fodret under en period av 5 s till 2 min, företrädesvis 5-15 s, Fodrets vattenhalt regleras genom kondensation av och ännu hellre 5-10 s. vattenånga till minst 15%, företrädesvis 15-25%.

Höjningen av fodrets temperatur åstadkommes lämp- ligen genom att bringa fodret i momentan och turbulent kontakt med vattenånga med ungefär mättnadstemperatur vid ett tryck av 200-600 kPa.

Efter värmebehandlingen kan ytterligare värme till- föras till vattenångan för överhettning av denna, var- igenom produkten torkas till önskad sluttorrhalt.

För att genomföra förfarandet enligt uppfinningen erfordras en anordning för att åstadkomma den momentana temperaturhöjningen av det vegetabiliska fodret.

En lämplig sådan anordning kan bestå av en sluten, trycksatt transportslinga, vari överhettad vattenånga cirkuleras med hjälp av en centrifugalfläkt. Transport- slingan är lämpligen försedd med gastäta inmatnings- och utmatningsanordningar, värmeväxlare för reglering av temperatur och vattenhalt samt en cyklon för avskiljning av fast material. Under behandlingen åstadkommes en stark turbulens, vilket leder till homogen behandling.

Vattenångan har lämpligen ett tryck av 200-600 kPa och en temperatur nära mättnadstemperaturen. När det vegetabiliska fodret inmatas i anordningen kommer ånga att kondensera homogent på fodret. Betingelserna regleras lämpligen så att fukthalten blir minst 15%, företrädesvis 15-25%.

Foder- och ångblandningen dispergeras därefter i en större ström av överhettad vattenånga för termisk homogen behandling under pneumatisk transport under en kort tid.

Såsom nämnts ovan kan transportångan överhettas genom fortsatt värmetillförsel för torkning av produkten till önskad sluttorrhalt före utmatning. Efter separation av produkten, t ex i en cyklon, kan ångan àterföras med hjälp av centrifugalfläkten till inmatningen av fodret, eventuellt efter àteruppvärmning om så erfordras. 508 922 4 10 15 20 25 30 35 Vid den momentana temperaturhöjningen vid inmat- ningen är förhållandet foder/ångflöde lämpligen 1-3 kg/kg, medan detta förhållande under den termiska homogena behandlingen lämpligen är 0,3-0,9 kg/kg.

Förfarandet enligt uppfinningen kan tillämpas på flera kommersiellt viktiga vegetabiliska foderråvaror, såsom rapsmjöl, sojamjöl och solrosmjöl.

Förfarandet är av rent fysikalisk natur, varför inga av de nackdelar som föreligger vid kemisk eller mekanisk behandling föreligger.

Genom förfarandet enligt uppfinningen åstadkommes även andra fördelar, såsom praktiskt taget fullständig enzymdeaktivering, desinfektion av fodret samt avdrivning av eventuella lösningsmedelsrester som kan finnas i foder som genomgått extraktion för oljeutvinning.

Det behandlade fodret uppvisar oförändrad färg och proteinernas totala tarmsmältbarhet förblir oförändrad, medan nedbrytbarheten i vommen för exempelvis rapsmjöl sänks från ca 70% till ca 40%. I vissa fall uppnås även en mer angenäm smak och lukt än hos utgàngsprodukten.

Ytterligare fördelar uppnås med förfarandet enligt uppfinningen, nämligen: - kontinuerlig drift av utspädd produkt vid hög turbulens (Re-tal av 106 - 10Ü - endast termisk behandling - låga driftkostnader genom låg el- och värmeenergiför- brukning - litet platsbehov.

Uppfinningen kommer nu att beskrivas närmare med hjälp av följande exempel.

EXEMPEL En provtillverkning av värmebehandlat rapsmjöl ge- nomfördes på följande sätt. Cirka 36 ton/h rapsfrön pres- sades och exträherades med lösningsmedel i en kommersiell extraktionsfabrik. Efter återvinning av lösningsmedlet erhölls ca 21 ton/h rapsmjöl. Fetthalten i mjölet uppgick till 2,5% och vattenhalten till 16%. Det kontinuerligt 10 15 20 25 30 35 40 508 922 producerade standardrapsmjölet torkades till 11% vattenhalt och kyldes innan det lagrades i en mjölsilo.

Ett representativt mjölprov uttogs och analyserades.

Vid den fortsatta, standardrapsmjöl fick detta, kontinuerliga produktionen av efter lösningsmedelsåtervin- ningen men före torkningen och kylningen, genomgå ett förfarande enligt uppfinningen. Ett representativt prov på det sålunda värmebehandlade rapsmjölet uttogs och ana- lyserades.

Försöksbetingelser vid förfarandet enligt uppfinningen Rapsmjölflöde till anläggningen enligt uppfinningen Ingående rapsmjölstemperatur Vattenhalt Tryck Ingående temp Uppehållstid Utgående temp Utgående vattenhalt Ångflöde (kondensation) Ångflöde (behandling) Värmebehandlat Produktdata standardmjöl Råprotein, % av ts 38,2 Buffertlöslighet, % av råprotein 8,7 Pepsinlöslighet, % av ràprotein 86,9 ADF-kväve, % av kväve 7,1 Lysin, % av kväve 5,5 Beräknat AAT, g/kg ts 178 Resultat av försök "in sacco" EPD8, % nedbrytbarhet 46 Smältbarhet i tunn- O tarmen, e av kväve 82 21 ton/h 95°C 16% 3,2 bar 136°C 16 s 145°C 11% 10 ton/h (2,1 kg/kg) 30 ton/h (0,7 kg/kg) Obehandlat standardmjöl Anm 38,3 24,6 (1) 87,5 6,8 (2) 5,6 112 (3) 72 (4) 82 508 922 6 Anmärkning (1) Lösligheten i en buffert som efter- liknar kons vomvätska. (2) ADF-kväve = "Acid detergent fibre nitrogen". 5 (3) AAT = Aminosyror absorberade i tunntarmen. Se även kommentarer. (4) EPD8 = "Effective Protein Degradability". Siffran anger utflödeshastigheten ur vommen. 10 Kommentarer Tabellen visar att behandlingen, så som önskvärt, hade obetydlig inverkan på pepsinlösligt råprotein, ADF-kväve och lysin. Buffertlöslighetstestet visar att proteinets löslighet i den syntetiska vomvätskan reducerades från 15 24,6% till 8,7%. Försök "in sacco" på levande kor (med nätnylonpåsar innehållande rapsmjöl) visade att nedbryt- barheten reducerats från 72% till 46% utan att smältbar- heten i tunntarmen försämrats. Beräknat enligt det "Nor- diska proteinvärderingssystemet för idisslare", AAT-PBV- 20 systemet, förbättrades smältbarheten i tunntarmen med ca 60% (Madsen, J. 1985; Acta Agric. Scand. Suppl, 25, 9-20).

Utfodringsförsök Jämförande försök med utfodring av kor med standardraps- 25 mjöl värmebehandlat enligt uppfinningen och obehandlat standardrapsmjöl gjordes. Resultaten är sammanfattade i nedanstående tabell.

Värmebehandlat Obehandlat 30 standardragsmjöl standardragsmjöl Mjölkutbyte, kg/ko och dag 27,1 24,9 Protein, kg/ko och dag 0,86 0,81 35 Fett, i mjölk, % 4,51 4,73

Claims (10)

10 15 20 25 30 35 /íí ALTERNATIV 1 508 922 7 PATENTKRAV

1. Användning av vattenånga för minskning av ned- brytbarheten av i vegetabiliskt foder för idisslare in- gående protein, varvid fodret momentant utsättes för hög temperatur vid reglerad vattenhalt genom kondensation av vattenånga på fodret.

2. Användning enligt krav l, varvid fodrets tempera- tur momentant höjs till 130-l70°C.

3. Användning enligt krav 1 eller 2, varvid tempe- raturen efter den momentana höjningen upprätthålles vid 130-l70°C under 5 s till 2 min.

4. Användning enligt krav 3, varvid temperaturen momentant höjs till 150-l70°C, vilken temperatur därefter upprätthålles under 5-15 s.

5. Användning enligt ett eller flera av de före- gående kraven, varvid den höga temperaturen åstadkommes genom att bringa fodret i momentan och turbulent kontakt med vattenånga vid ungefär mättnadstemperatur och ett tryck av 200-600 kPa.

6. Användning enligt krav l, varvid fodret momentant och turbulent bringas i kontakt med vattenånga vid en temperatur av 150-l70°C och ett tryck av 400-600 kPa, vilken temperatur och tryck upprätthålles under 5-10 s.

7. Användning enligt ett eller flera av de före- gående kraven, varvid behandlingen med vattenånga utföres kontinuerligt.

8. Användning enligt ett eller flera av de före- gående kraven, varvid behandlingen med vattenånga utföres pà utspätt foder vid hög turbulens.

9. Användning enligt ett eller flera av de före- gående kraven, varvid fodrets vattenhalt regleras till minst 15%.

10. Användning enligt ett eller flera av de före- gående kraven, varvid det vegetabiliska fodret utgöres av rapsmjöl, sojamjöl eller solrosmjöl.