SU332598A1 - Способ получения свободного от волокон экстракта зеленой массы - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к способам получени  экстракта зеленой массы.

Известны способы получени  экстракта зеленой массы из растений, не достигших генеративной стадии, путем измельчени , прессовани , отделени  жидкости. Однако при получени  экстракта зеленой массы известными способами значительно снижаетс  ее биологическа  ценность. Кроме того, готовый продукт содерл ит большое количество клетчатки .

С целью получени  экстракта зеленой массы высокого качества и сохранени  биологической ценности протеиновых кормов, зеленую массу, еш;е не достигшую генеративной стадии, размельчают, прессуют дл  отделени  жидкости, увлажн ют спрессованный продукт водой, повторно прессуют, добавл ют антиоксидант к жидкости, коагулируют подлинно-протеиновую фракцию этой жидкости , отдел ют коагул т от жидкой фазы, содержаш;ей источники азота, абсолютно свободные от подлинного Протеина, промывают осадок водой и разбавленной кислотой, объедин ют жидкую фазу с промывной жидкостью и инокулируют микроорганизмами, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммони , подвергают аэробной ферментации инокулированную жидкую фазу до окончательного исчерпывани  источников азота, концентрируют азотсодержашие вешества в жидкой фазе, концентрат объедин ют с коагул том-подлинно-протеиновой фракцией и высушивают.

Коагул цию подлинно-протеиновой фракции обычно провод т при 80-85°С. В качестве микроорганизмов, способных

утилизировать источники азота в виде нитрата и аммони , предпочтительно используютс  микроорганизмы из класса Hansenula, Candida, Saccharomyces, Ascomycetes, Physomycetes и их смеси.

Дл  концентрировани  жидкой фазы, включаюш,ей азотсодержаш,ие веш,ества, совершенно свободные от -подлинного протеина , из нее после ферментации выдел ют дрожжевую суспензию. Равным образом концентрирование происходит при выпаривании воды в вакууме.

Ферментацию провод т обычно в две ступени с использованием одного и того же или различных микроорганизмов.

Дл  увеличени  содержани  азота в жидкой фазе, подвергаемой аэробной ферментации , на первой ступени ферментацию провод т до полного исчерпывани  источников 3 азота имеющихс  в жидкой фазе, иосле чего к жидкой фазе добавл ют внешние источники азота в виде аммони  и соли аммони  и провод т .повторную ферментацию до окончительного исчерпывани  источников энергии,5 имеющихс  в жидкой фазе. В последнем случае азотсодерн ащие вещества объедин ют с коагулированной подлинно - протеиновой фракцией и высущивают. Поскольку целью изобретени   вл етс  получение кормового10 экстракта зеленой массы, эквивалентного по своим качествам таким носител м протеина , как рыбна  мука, со , земл ной орех, и обладающего более высокими по сравнению с ними качествами, которые сохран ютс  в15 течение длительного периода времени, лучше всего дл  производства экстракта использовать культурные растени  и даже водоросли, наход щиес  в стадии роста или вегетации, так как именно на этой стадии содержание20 протеина в них максимальное, а его качество в наибольшей мере приближаетс  к качеству животных протеинов. Благодар  использованию предлагаемого метода биологическа  ценность экстракта не уменьшаетс ,25 протеины в ходе процесса не разрушаютс  и сохран ютс  в .максимальной степени, а волокна удал ютс . Процесс заключаетс  в том, что зеленые растени , не достигшие генеративной ста-30 дии, либо их части грубо измельчают, прессуют (в ходе одной или более ступеней), увлажн   водой первый спрессованный продукт . Сырье, которое неоднакратно прессуют , увлажн ют 10-20% воды. Прессование35 провод т в две или три ступени с одним или более, чем двум  перерывами. Затем жидкость отдел ют от волокнистых частиц, например , фильтрованием. Чистую жидкость, отделенную от жидкости, выделившейс  пос-40 ле первого прессовани , можно использовать в качестве промывной жидкости. После удалени  волокон растений (целлюлоза, гемицеллюлоза , лигнин) в жидкую фазу ввод т антиоксидант (0,5-4 ч. на 1000 ч. сухого ве-45 щества в конечном продукте). В качестве антиоксиданта используетс  предпочтительно Сантоквин (диметилэтоксихинолин). Из жидкой фазы при коагул ции, прово-50 димой при 80-85°С, выдел етс  подлиннопротеинова  фракци . Кроме того, при тепловой обработке происходит пастеризаци  жидкости. Дл  коагул ции жидкость обрабатывают в пастеризационных установках55 или подают в нее пар. После коагул ции жидкость соверщенно освобождаетс  от подлинно-протеиновой фракции и азот в ней присутствует лишь в виде «амидо-фракции. Первоначальное содержание азота в жид-60 кости, полученной после прессовани  зеленой массы, в значительной мере- зависит от вида 4 Обычно растени  богатые углеводами, например сорго, сахарное сорго, пшеница, суданка , содержат 12-20% сырого .протеина (на вес сухого вещества), из которого 6- 10% (т. е. 30-35% от содержани  сырого протеина) составл ет подлинный протеин, Растени , содержащие протеины в значительном количестве, например люцерна и полева  капуста, содержат около 17-25% сырого протеина (на вес сухого вещества), В целом дол  коагулированной подлиниопротеиновой фракции составл ет 30-35%. Коагул т отдел ют от жидкости и промывают водой и разбавленной кислотой. Промывные жидкости объедин ют с основной жидкостью , охлаждают до 28-30°С и подвергают аэробной ферментации при непрерывном перемешивании. Затем жидкость инокулируют микроорганизмами, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммони . В качестве микроорганизмов используют чистые или выдел емые при предыдущей ферментации дрожжи. Дрожжевую культуру выращивают в аэробных услови х, утилизиру  имеющиес  в жидкости источники азота. Так как подлинно-протеинова  фракци  отсутствует, микроорганизмы вынуждены утилизировать источники азота. имеющие полную биологическую ценность, т. е. так называемую «амидо-фракцию. Таким образом, «амидо-фрамци  может быть преобразована в другое азотсодержащее вещество , повышающее биологическую ценность корма. При выращивании дрожжевой культуры расходуютс  углеводные фракций жидкости, в особенности редуцирующие сахара и растительные кислоты. В ходе ферментации физиологически вредные сопутствующие вещества, например, сапонины и горчичные масла, также утилизируютс , поэтому их первоначальное содержание в жидкой фазе может быть понижено до допустимых пределов. В процессе ферментации в жидкость добавл ют пеногасители, например силиконовое масло или сульфированное и нейтрализованное подсолнечное масло (50- 100 мг1м). В зеленой массе с повышенным содержанием углеводов последние служат источником энергии, а в зеленой массе с повышенным содержанием протеина - растительные кислоты. Минеральные вещества и другие необходимые компоненты присутствуют в выжатой жидкости. Аэрацию жидкости провод т непрерывно, На первой стадии ферментации используют 30 м воздуха на 1 м ферментационного вещества . В дальнейшем необходимое дл  ферментации количество воздуха регулируют в соответствии с особенностЯМИ примен емой культуры. Когда количество азотсодержащих веществ

культуры, так как в этом случае расходуютс  имеющиес  и.сточ ики азота. При израсходовании 60% первоначального содержани  азота в жидкости, количество сонутствуюндих веществ снижаетс  до 10-15% от первоначального объема. Снижение первоначального содержани  азота указывает на потребление других нежелательных веществ и на одновременную конверсию «амидо-фракции , присутствующей в начале ферментации , в азотную фракцию с более высокой биологической ценностью.

Ферментацию осуществл ют с одним видом культуры или со смесью микроорганизмов . Культуры Saccharomyces и Candida могут быть ирименены вместе. Целесообразно начинать ферментацию с одним, а завершать с другим видом культуры, выбор которой зависит от характера зеленой массы.

Средний состав жидкой фазы до и после ферментации цриведеи в табл. 1.

Таблица 1

Содержание веществ в мг/л

В результате ферментации содерл ание сырого протеина не увеличиваетс .

Дл  утилизации источников энергии и преобразовани  их в более ценную азотную фракцию к ферментационному- веществу добавл ют аммоний и соли аммони . Аммоний будет конвертирован в культуру-протеин, что приведет к з еличению содержани  протеина в продукте с низкой биологической ценностью .

Ферментаци  длитс  4-6 час, причем в зависимости от особенностей используемого микроорганизма перед ферментацией или в ходе нее устанавливают соответствующий рН ферментационной жидкости посредством механического отделени  массы клеток культуры от жидкости, носледующего подогревани  до 85°С и объединени  со скоагулированной подлинно-протеиновой фракцией. Отделенную жидкость можно добавить к лип1енному волокон конечному продукту либо к волокнистой спрессованной массе. Ферментированную жидкость выпаривают в вакууме, остаток присоедин ют к скоагулированиой подлинно-протеиновой фракции. Объединенную протеино-обогащенную фракцию гранулируют или прессуют отдельно или вместе с другим кормом.

Волокниста  спрессованна  масса, полученна  в качестве побочного продукта, может быть использована отдельно как низкокачественное сено дл  жвачных животных.

Пример I. 10 т ржи, сжатой до формировани  зерна (самое позднее спуст  две недели после начала цветени ), промывают водой дл  удалени  каменных и железных загр знений . Промытую массу грубо размельчают и прессуют.

В качестве предварительного пресса примен ют пресс низкого давлени  {т. е. винный пресс) периодического действи , а в качестве основного и последнего-пресс высокого

давлени  периодического или непрерывного действи  (т. е. винтовой пресс дл  растительного масла).

Измельченную массу (2,5-3,0 г) закладывают в предварительный пресс емкостью, например , 4000 л и сжимают при начальном давлении 1 кг/см до тех пор, пока ие выделитс  около 50% жидкости. Прессование продолжают до тех пор пока выделение жидкости ие снизитс  до 5-10 л/мин/т. Зател{

спрессованную массу повторно прессуют при более высоком давлении (2-3 кг/см. Спрессованную массу обрызгивают водой (10-30% веса сырь ) с двум  перерывами. После обработки водой сырье выдерживают

Claims (8)

1 час и повторно измельчают и прессуют по аналогичному режиму.

Дл  получени  продукта с более высоким содержанием экстракта необходимо сделать еще один перерыв, а затем прессовать массу.

Спрессованную массу выгрул ают из предварительного пресса и загружают в основной и последний пресс высокого давлени  периодического или непрерывного действи . Количество влаги в спрессовапной массе умеиьщаетс , и она высушиваетс  до содержани  влаги 14% без потреблени  тепловой энергии . Температура спрессованной массы, содержащей около 30% влаги, колеблетс  от 30 до 50°С.

Из 10 г ржи получают 8-10 т жидкости, котора  содержит 90% неволокнистого сухого вещества обработанного растительного сырь . Затем от жидкости отдел ют волокнистые частицы, пропуска  ее через пресс с

отверсти ми диаметром 0,5-1 мм. К полученной жидкости добавл ют сначала небольщое (0,5% в расчете на сухой вес), а затем все необходимое количество антиоксиданта. Жидкость нагревают до 85°С и выдел ют

скоагулировавщую подлинно - протеиновую фракцию, содержащую хлоропласты. Из первоначальных 8-10 т выжатого сока получают 1,5-2 т влажного осадка, содержащего 20-25 вес. % сухого вещества. Осадок промывают водой и разбавленной кислотой (в количество 10-15 вес. % от веса осадка). Промывные жидкости соедин ют с соком, поновой фракции (жидка  фаза). Устанавливают рН жидкой фазы 4,5-5 и аэрируют инокулируют Candida iitilis (вновь выращенна  или выделенна  в предыдущем процессе ферментации) из расчета 1 кг сухого вещества на 1 т жндкой фазы и провод т аэрацию большим количеством воздуха (30 мз воздуха на 1 м готового продукта за 1 час). Подачу воздуха снижают через 1 час после инокул ции в зависимости от заданных условий нроцесса. В качестве пеногасител  используют сульфированное и нейтрализованное подсолнечное масло. В течение 4 час контролируют рН готового продукта. Через 6 час ферментации увеличени  количества клеток культуры не обнаруживаетс . Затем рН готового продукта повышаетс , а содержание редуцируюших Сахаров ладает до 2 г/л. Готовый продукт аэрируют подогретым воздухом и выпаривают при 50- 140°С до тех тор, пока количество остатка не будет -составл ть 60% от веса сухого вещества . Осадок объедин ют со скоагулировапной подлинно-протеиновой фракцией и высушивают обычным способом. Дл  уменьшени  содержани  в готовом продукте источников энергии до 2 г/л (т. е. дл  потреблени  всех источников энергии) к нему добавл ют аммоний и соли аммони  что преп тствует автолизу культуры и приводит к повышению ее рН. Состав высушенных продуктов приведен в табл. 2. Таблица 2 Таблица 3 культурой Candida utilis. Содержание редуцирующих Сахаров в соке IB процесе ферментации снижаетс  до 5 г/л. Массу клеток культуры после отделени  подвергают тепловой 0|бработке и перемешивают со скоагулированной подлинно-протеиновой фракцией. рН отделенного сока довод т до 6,5, затем инокулируют 1 кг на 1 м готового продукта Hansenula suaveotens и аэрируют. Ферментацию провод т в течение 3 час, массу клеток культуры отдел ют и вновь перемешивают с подлинно-протеиновой фракцией. Отделенный сок выпаривают, а остаток присоедин ют к волокносодержащим побочным продуктам перед высушиванием. Сушку провод т распылением . Выход сухого продукта около 0,7 т. Состав высушенного продукта дан в табл. 4 Таблица 4

Пример 2. 10 г люцерны, сжатой до цветени , Обрабатывают, как в примере 1. Довод т рН выжатого сока до 6-7 и инокулируют Hansenula anomala. Ферментацию про- 50 должают до исчерпывани  первоначальных источников азота, затем продукт нагревают до 85°С и отдел ют массу клеток культуры. Полученное влажное твердое вещество смешивают со скоагулированной подлинно-про- 55 теиновой фракцией, разбавленный сок, отдел ющийс  от массы клеток, выпаривают и полученный концентрат добавл ют к содержащему волокно побочному продукту до его высушивани . Выход высушенного продукта 60 около 1,2-1,6 т. Состав высушенного конечного продукта Приведен в табл. 3. Пример 3. 10 г полевой капусты обрабатывают , как в примере 1. Вьикатый сок подвергают ферментации после инокул ции 65 Пример 4. Обрабатывают, как в примере 1, 10 т сахарного сорго, выжатый сок инокулируют Saccharomyces cerevisie и Candida utilis (1 кг на 1м сока). Когда содержание редуцирующих Сахаров в готовом продукте станет меньше 1 г/л, его нагревают до , массу клеток культур отдел ют и соедин ют с подлинно-протеиновой фракцией. Выход около 1,2-1,4 г высушенного конечного продукта, содержащего около 35-40 вес. % сырого протеина. Предмет изобретени  1. Способ получени  свободного от волокон экстракта зеленой массы, включающий размельчение сырь  зеленой массы, не достигшей генеративной стадии, прессование, отделение жидкости от спрессованной массы, отличающийс  тем, что, с целью получени  массы высокого качества и сохранени  биологической ценности протеиновых кормов, к

жидкости добавл ют антиоксидант и производ т коагул цию подли но-лротеиновой фракции жидкости, отдел ют коагулированную протеиновую фракцию от жидкой фазы, содержащей источники азота, свободные от подлинного протеина, промывают коагулированный осадок водой и разбавленной кислотой , объедин ют жидкую фазу с промывной жидкостью, инокулируют объединенную жидкую фазу микроорганизма, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммони , инокулированную жидкую фазу подвергают процессу аэробной ферментации до тех пор, пока источники азота, содержащиес  в нем, не окажутс  окончательно исчерпанными , концентрируют азотсодержащие вещества в жидкой фазе, объедин ют концентрированную жидкую фазу с коагулированной подлинно-протеиновой фракцией и сущат продукт.

2.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что коагул цию подлинно-протеиновой фракции провод т нагреванием при температуре 80- 85°С.

3.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что в качестве микроорганизмов примен ют культуры, выбранные из класса Hansenula,

Candida, Saccharomyces, Ascomycetes, Physotnycetes , и их смеси.

4.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что концентрирование жидкой фазы После ферментации провод т путем отделени  массы клеток культуры, наход щихс  в жидкой фазе .

5.Способ ло п. I, отличающийс  тем, что жидкую фазу после ферментации концентрируют посредством выпаривани  в вакууме.

6.Способ по п. 1, отличающийс  тем, что аэробную ферментацию жидкой фазы провод т в две ступени, с применением одного и того же либо различных микроорганизмов.

7. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что после исчерпани  содержащихс  в продукте источников азота в процессе ферментации к жидкой фазе добавл ют аммоний или соли аммони  и провод т повторную ферментаиию , затем отдел ют массу клеток культуры, полученную из жидкости, присоедин ют эту массу после тепловой обработки к коагулированной подлинно-протеиновой фракции и сущат этот продукт.

8. Способ по п. 7, отличающийс  тем, что массу клеток культуры отдел ют перед добавлением внешних источников азота.