Способ получения кормовой добавки "витапептид", кормовая добавка "витапептид"

 

Способ получения кормовой добавки предназначен для использования в сельском хозяйстве для кормления птиц, сельскохозяйственных и домашних животных, а также пушных зверей. Для получения кормовой добавки используют коллагенсодержащее сырье мясоперерабатывающих предприятий: свиную шкурку, говяжью жилку, мясные зачистки и мясную крошку. Согласно изобретению сырье измельчают до размера частиц 0,8-2,0 см² и подвергают ферментативному гидролизу в течение 2-3 ч эндопептидазами: микробными или протеазами или ферментами с пепсиновой активностью. Перед гидролизом осуществляют суспендирование сырья деминерализованной водой в соотношении 1:1,5-1:2,5 при 45-50^oC и доводят pH среды ортофоcфорной кислотой или гидроксидом кальция. В процессе гидролиза поддерживают необходимый для работы pH, затем смесь нейтрализуют, продукты гидролиза доводят до кипения, охлаждают, отделяют жир и примеси, затем концентрируют до содержания сухих веществ 25-35% и сушат. Полученная кормовая добавка содержит пептидов более 60%, свободных аминокислот (АК) не более 15%, количество пептидов с мол.м. более 1000Д составляет 48-90% от общей массы пептидов, а количество АК - 30-52% от общей массы свободных АК и используется для стимуляции роста молодняка животных, профилактики нарушений белкового обмена и повышения резистентности. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в том числе к птицеводству, животноводству, пушному звероводству и может быть использовано в кормоводстве при производстве белковых кормов из отходов предприятий мясной промышленности.

Увеличение объема выпуска кормовых добавок для животных и улучшение их качественных показателей во многом зависит от рационального использования сырьевых ресурсов, совершенствования существующих и разработки новых технологий.

Одним из перспективных направлений в решении этих задач является применение при производстве корма для животных протеолитических ферментных препаратов, вызывающих протеолиз мышечных, соединительно тканных и других белков в составе кормов.

Известны способы получения белковых кормовых добавок из кератин- и коллагенсодержащего сырья путем его ферментативного гидролиза протеолитическими ферментами (см. SU, а.с. 1517005, МПК A 23 K 1/10, 1989; SU, а.с. 1554173, МПК A 23 K 1/10, 1996).

Известен способ повышения качества низкосортного мясного сырья, например, мясной шкурки, путем обработки его протеолитическими ферментами внутренностей лососевых рыб и краба. Данный способ обеспечивает рациональное использование ресурсов животного сырья, повышает качественные показатели мясной продукции (см. Ноздрина Т.Д. Модификация низкосортного мясного сырья протеолитическими ферментами гидробионтов. Автореферат диссертации. Московская государственная академия пишевых производств, 1996).

Недостатками известных технологий являются большая энергоемкость и длительность процесса гидролиза, а также использование дефицитных ферментных систем.

Наиболее близким к заявленному является способ получения белковой кормовой добавки из коллагенсодержащего сырья (обрезки шкур, спинковой обрезки кожевенного и мехового производств), предусматривающий измельчение сырья, промывку его водой, гидротермическую обработку (прогревание при 85-95^oC в течение 2-3 часов), нейтрализацию и ферментативный гидролиз сырья протосубтилином ГЗх в течение 2-7 часов, после чего раствор отделяют от жира, концентрируют и высушивают (см. SU, а.с. 1787010, МПК A 23 K 1/10,1993).

Недостатком известного способа является длительность гидролиза. Использование соляной кислоты для нейтрализации продукта приводит к получению нежелательных примесей солей.

Известен состав кормовой добавки, используемый в птицеводстве, получаемый в результате ферментативного гидролиза отходов переработки птиц, включающий продукты расщепления белков: аминокислоты и пептиды. В составе этого белкового продукта преимущественное содержание имеют аминокислоты; содержание пептидов соответствует 40-50%, а коэффициент гидролиза - 0,5-0,6 (т.е. степень гидролиза равна 50-60%) (см. Применение химиотерапевтических препаратов в ветеринарии и разработка методов их контроля/Сборник научных трудов ВГНКИ.-М.: 1989.-С.122-124).

Недостатком известной кормовой добавки является ограниченность области ее применения - птицеводство, а также используемого белкового сырья - отходов птицепереработки.

В настоящее время в стране работает множество мясоперерабатывающих предприятий с производительной мощностью до двух тонн, в которых использование производственных отходов - жилки и шкурки, представляет большую сложность. Многие предприятия вынуждены вывозить данные отходы на свалки из-за невозможности их переработки, что ухудшает экологическую обстановку в городах.

Кроме того, известно, что кормовые добавки, являющиеся белковыми гидролизатами и содержащие аминокислоты и пептиды, могут оказывать эффект не только на увеличение продуктивности (прирост живой массы), но и на повышение иммунологического статуса животных, особенно растущих организмов.

Задачей изобретения является получение кормовой добавки из некондиционных отходов мясоперерабатывающих предприятий, в том числе коллагеновой природы (свиная шкурка, говяжья жилка и т.п.), являющейся смесью аминокислот и пептидов с преимущественным содержанием последних.

В результате решения поставленной задачи предполагается получить следующий технический результат: получение эффективной кормовой добавки из отходов мясоперерабатывающих предприятий, способствующей повышению продуктивности животных, улучшению у них качества меха.

Поставленная задача решается способом, включающим измельчение коллагенсодержащего сырья (свиные шкурки, говяжья жилка, мясные зачистки и мясная крошка) до размера частиц 0,8-2,0 см². Измельченное сырье вносят в деминерализованную воду и нагревают до 45-50^oC (в зависимости от температурного оптимума фермента). Перед внесением фермента в смесь вносят ортофосфорную кислоту или гидроксид кальция (гашеную известь) до оптимального значения pH активности фермента.

Ферментативный гидролиз проводят в течение 2-3 часов до стабилизации pH. Ускорение процесса гидролиза достигают постоянным перемешиванием смеси и периодическим регулированием уровня pH добавлением ортофосфорной кислоты или гидроксида кальция. В качестве ферментных препаратов используют эндопептидазы: микробные или грибные протеазы, или ферменты с пепсиновой активностью. После стабилизации pH смесь, если требуется, нейтрализуют, нагревают и выдерживают при 90-100^oC в течение 20-30 мин, охлаждают до 20-30^oC, отделяют полученный гидролизат от жира и примесей, концентрируют до содержания сухих веществ 25-35% и сушат.

Полученный препарат - кормовая добавка "Витапептид" - продукт частичного расщепления белка (степень расщепления 20-30%), содержит 75-90% пептидов с молекулярной массой 500-5000 Д; 2-10% свободных аминокислот, из которых 30-50% составляют аминокислоты: пролин, оксипролин, глицин, аланин и серусодержащие (цистин, метионин). Основную долю пептидов составляют соединения с молекулярной массой более 1000 Д.

Пример N 1. Гидролиз сырья ферментами с пепсиновой активностью. Брали сырье: свиную шкурку, добавляли воду к сырью 1:2,5 и доводили pH ортофосфорной кислотой до 1,65. Затем вносили ферментативный материал (фарш куриных желудочков) - 30% к весу сырья. Гидролиз проводили при 44-45^oC при постоянной коррекции pH в пределах 1,7 фосфорной кислотой до его стабилизации (в течение 2,5 ч.).

Гидролизат сифонировали и фильтровали через ткань, нейтрализовали раствором гидроксида кальция, доводили до кипения и снова фильтровали. Затем проводили сушку распылением: температура на входе 150^oC, на выходе - 75^oC. Выход препарата 18,6%.

Пример N 2. Гидролиз щелочной протеазой-протосубтилином ГЗх.

Брали сырье - свиную шкурку, и добавляли воду в отношении 1:1,7, доводили pH до 9,8 раствором гидроксида кальция и температуру до 50^oC. Затем вносили 6% щелочной протеазы B.subtilis ГЗх (протосубтилин производства Ладыженского завода ферментных препаратов). Гидролиз проводили при 49±1^oC, pH 9,5- 10,5. Корректировку pH проводили гидроксидом кальция. Критерием окончания гидролиза служила стабилизация pH (через 1,5-2 ч.).

В течение первых 15 мин pH падал от исходного значения до 7,1, в последующие 30 мин - до 7,6. Гидролиз продолжали в течение 2 ч, затем смесь нейтрализовали до pH 7,5 добавлением фосфорной кислоты. Продукты гидролиза доводили до кипения, охлаждали и фракционировали центрифугированием для отделения жира и негидролизованных остатков. Среднюю фракцию(гидролизат) дополнительно очищали фильтрованием через тканевый фильтр. Сушили распылением при тех же условиях. Выход конечного продукта составил 16,5%.

Пример N 3. Гидролиз говяжьей жилки ферментами с пепсиновой активностью.

В качестве сырья использовали мясные отходы - говяжью жилку. Добавляли 20% сухих сычугов - отходов производства сычужного фермента- и 2 объема воды. Доводили температуру до 42^oC. С помощью фосфорной кислоты устанавливали pH 1,7. Гидролиз и последующие операции проводили при тех же условиях, что и в примере 1. Выход сухого продукта 12,5%.

Пример N 4. Гидролиз нейтральной протеазой протосубтилином ГЗх.

Исходное сырье - измельченную говяжью жилку, разводили водой в соотношении 1:1,5 и доводили pH до 7,5 раствором гидроксида кальция, а температуру до 50^oC. Затем вносили фермент - нейтральную протеазу B.subtilis ГЗх в количестве 5% от сырья. Гидролиз проводили при температуре 49±1^oC, pH поддерживали в течение первых 30-45 мин в диапазоне 7,0-7,5 добавлением раствора гидроксида кальция. К концу гидролиза pH стабилизировался в диапазоне 6,8-7,0, в связи с чем дополнительная нейтрализация не требовалась. Дальнейшую обработку проводили как в примере 2. Выход сухого вещества от исходного сырья -14%.

Пример N 5. Двустадийный гидролиз бактериальными протеазами.

К исходному сырью (говяжья жилка и свиная шкурка в соотношении 1:1), добавляли 1,8 объемов воды, доводили pH до 10,5, а температуру до 50^oC. Вносили щелочную протеазу - протосубтилин Г3х в количестве 2,6%. Гидролиз проводили в течение 1,4 ч, как в примере 2. К концу гидролиза pH стабилизировался при значениях 7,8-8,0. Дополнительно вносили 2,2% нейтральной протеазы - протосублилина Г20х. Догидролиз проводили в течение 0,6 ч без коррекции pH и нейтрализации гидролизата. Дальнейшая обработка как в примере 2.

Пример N 6. Гидролиз смешанного сырья щелочной протеазой A.chrysogenum (протокрин).

К измельченному сырью (шкурка : жилка : мясные зачистки в соотношении 1: 1: 1) добавляли 2,5 объема воды, доводили pH до 11,5 раствором гидроксида кальция, а температуру до 50^oC. Затем вносили 5% протокрина производства Бердского завода биопрепаратов. Гидролиз проводили при pH 10,5-11,5 до относительной стабилизации pH (в течение 2 ч). Дальнейшие операции - как в примере 2.

Пример N 7. Гидролиз смешанного сырья нейтральной протеазой B.megatericum.

Сырье (шкурка-жилка в соотношении 0,5:1,5) суспендировали в 2 объемах воды, доводили pH до 7,0, вносили 5% фермента производства АО "Солярис" и проводили гидролиз при температуре 49±1^oC в течение 2,5 ч. В процессе гидролиза pH поддерживали в диапазоне 6,5-7,5. Дальнейшие операции - как в примере 4.

Содержание аминокислот и пептидов в пептидных препаратах приведены в табл.1 (табл. 1-3 см. в конце описания).

Витапептид как кормовая добавка предназначается молодняку животных для стимуляции роста, профилактики нарушений белкового обмена и повышения резистентности. Он обеспечивает улучшение переваривания и усвоения корма, дает хорошие результаты при реабилитации после перенесенных заболеваний, стрессовых ситуаций; в неблагоприятных условиях значительно снижает заболеваемость животных. Способствует повышению продуктивности, улучшению качества меха у пушных зверей и домашних животных. Активно действует на восстановление кожного покрова животных, способствует улучшению структуры шерсти, стимуляции ее роста даже в случаях облысения, способствует лечению дерматитов непаразитарного характера.

Испытания Витапептида проводили на телятах, поросятах и цыплятах в совхозах и птицефабриках России и Украины, в звероводческих хозяйствах по разведению норок и песцов, в клубах домашних животных и ветлечебницах.

Применение Витапептида на животных и птице.

Кормление цыплят ослабленной группы приведено в табл.2.

Кормление поросят ослабленной группы приведено в табл.3.

Добавку применяли собакам разных пород в возрасте от 5 месяцев до 1 года после перенесения различных заболеваний (гепатит, гнойная инфекция), при рахите, диспепсиях, общем заболевании. Испытания на кошках проводили при дерматитах, выпадении шерсти, нарушениях аппетита. Во всех случаях были получены положительные результаты.

Формула изобретения

1. Способ получения кормовой добавки из коллагенсодержащего сырья, включающий измельчение исходного сырья, ферментативный гидролиз, отделение полученного гидролизата от жира и примесей, концентрирование раствора и сушку, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют отходы переработки мясного сырья - свиную шкуру, говяжью жилку, мясные зачистки и мясную крошку, при этом в качестве ферментных препаратов для проведения гидролиза используют эндопептидазы: микробные или грибные протеазы или ферменты с пепсиновой активностью, измельчение исходного сырья проводят до размера частиц 0,8 - 2,0 см², перед гидролизом осуществляют суспендирование сырья деминерализованной водой в соотношении 1 : 1,5 - 1 : 2,5 при 45 - 50^oC и доводят pH среды ортофосфорной кислотой или гидроксидом кальция (гашеной известью) до оптимальных значений для данного фермента, причем ферментативный гидролиз проводят в течение 2 - 3 ч, а необходимый для работы фермента уровень pH регулируют добавлением в смесь при постоянном перемешивании ортофосфорной кислоты или гидроксида кальция, после стабилизации pH смесь нагревают до 90 - 100^oC 20 - 30 мин, охлаждают до 20 - 30^oC и перед процессом сушки раствор концентрируют до содержания сухих веществ 25 - 35%.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве микробных протеаз используют протосубтилин щелочной или нейтральный (продуцент B. subtilis) или протеазы B. megatericum, в качестве грибных - протокрин (протеазы A. chrysogenum).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве ферментов с пепсиновой активностью используют фарш куриных желудочков, сычуги, сычужный фермент или пепсин.

4. Способ по п.2 или 3, отличающийся тем, что перед отделением от жира и примесей проводят нейтрализацию ортофосфорной кислотой или гидроксидом кальция.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что свиную шкурку перед измельчением замачивают в течение 12 ч при 8 - 10^oC.

6. Кормовая добавка, содержащая пептиды и аминокислоты, отличающаяся тем, что она содержит пептидов более 60%, свободных аминокислот - не более 15%, при этом количество пептидов с мол.м. более 1000 Д составляет 48 - 90% от общей массы пептидов, а количество аминокислот: пролин, оксипролин, глицин, аланин и серусодержащих - составляет 30 - 52% от общей массы аминокислот.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3