Способ получения белкового кормового продукта из семян клещевины
Владельцы патента RU 2429713:
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к технологии производства кормов для сельскохозяйственных животных. Данный способ получения белкового кормового продукта из семян клещевины предусматривает укладывание плодов с влажностью 15±2% в виде буртов и их последующее контролируемое самосогревание в течение 2 суток. При этом каждые 12 часов определяют температуру плодов внутри буртов. Поддерживают температуру не выше 30°С посредством регулирования толщины слоя теплоизолирующего материала. Затем плоды обрушивают, а из семян извлекают масло. Получаемый после этого белковый кормовой продукт обладает высоким показателем относительной биологической ценности. 2 табл.
Изобретение относится к технологии производства кормов для сельскохозяйственных животных и к технической биохимии.
Белки семян клещевины, потенциально являясь полноценным кормовым продуктом, содержат ряд антипитательных и токсичных компонентов, что не позволяет использовать их в качестве кормовой добавки без предварительной подготовки. Существуют различные способы устранения токсичности белковых компонентов, получаемых в качестве вторичных сырьевых ресурсов при переработке семян клещевины.
Известен способ получения нетоксичного шрота из семян клещевины, реализуемый обработкой в восьмичанном тостере при влажности шрота 18-20%, температуре 120°С в течение 40 минут. Обезвреженный таким образом шрот используется как белковая добавка к корму с/х животных [техническая инструкция ТИ 10 РСФСР 18-68-90 по производству шрота клещевинного тестированного].
Известен способ получения кормового продукта из шрота семян клещевины при менее жестких параметрах процесса: массовой доле влаги в шроте, направляемом на обработку, 18-20%, температуре обработки 85±2°С и продолжительности процесса 20-25 минут. Столь мягкие режимы тепловой обработки обусловлены использованием кремниевой кислоты при ее массовой доле к массе шрота 5-10% [пат. РФ 2354133; А23K 1/00, 1/14].
Одним из недостатков этого способа является применение кремниевой кислоты, что позволяет снизить токсичность шрота клещевины, однако требует не только дополнительных материальных затрат, но и создает необходимость контроля содержания этого агента в целевом продукте.
Общим недостатком указанных способов является высокотемпературная обработка, рекомендуемая для детоксикации шротов, что влечет энергозатраты и неизбежно ведет к денатурации белков, снижая тем самым их питательную и, как следствие, кормовую ценность.
Техническим результатом изобретения является снижение количества токсичных веществ в семенах клещевины и, как следствие, получение в качестве вторичного сырья белкового кормового продукта для сельскохозяйственных животных.
Технический результат способа получения белкового кормового продукта из семян клещевины достигается тем, что предварительно плоды клещевины с начальной влажностью 15±2% помещают в бурты, укрывают подручными теплоизолирующими материалами, выдерживают в течение 2 суток, каждые 12 часов определяют температуру внутри буртов и поддерживают ее не выше 30 градусов посредством регулирования толщины слоя теплоизолирующего материала, затем плоды обрушивают, извлекают из семян масло, а получаемый побочный продукт является белковым кормовым продуктом.
Заявляемый способ детоксикации белков семян клещевины соответствует критерию НОВИЗНА, так как позволяет получить белковый кормовой продукт с высоким показателем ОБЦ при отсутствии дополнительных ресурсо- и энергозатрат.
Сравнительный анализ заявленного решения с известными способами получения белкового кормового продукта из семян клещевины позволяет сделать вывод, что заявляемый способ обладает критерием ИЗОБРЕТАТЕЛЬСКИЙ УРОВЕНЬ, так как позволяет получить белковый кормовой продукт с высокой относительной биологической ценностью (ОБЦ), исключая физико-химическую обработку.
Заявленное техническое решение соответствует критерию ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТЬ, так как может быть использовано на любом предприятии, перерабатывающем плоды клещевины.
Свежеубранные плоды клещевины и части плодов - третинки с влажностью 15±2%, определяющей начальную влажность процесса, укладывают в бурты, изолировав их от окружающей среды подручными средствами, и подвергают контролируемому самосогреванию, в ходе которого происходит снижение количества токсичных веществ в семенах клещевины, что обнаруживает увеличивающийся показатель ОБЦ белков.
В таблице 1 приведена зависимость изменения показателя ОБЦ от продолжительности процесса самосогревания.
| Таблица 1 | |
| Продолжительность процесса самосогревания, сут. | Относительная биологическая ценность (ОБЦ) образцов, % |
| Без самосогревания (контроль) | 64 |
| 1 | 82 |
| 2 | 128 |
| 4 | 71 |
| 6 | 47 |
По причине того, что первичным продуктом переработки семян клещевины является масло, а самосогревание плодов инициирует процессы гидролиза запасных веществ семян, к которым относятся липиды, любые качественные изменения первичного продукта необходимо строго контролировать. По этой причине нужно следить за изменениями показателя кислотного числа масла, возрастание которого свидетельствует об ухудшающемся качестве продукта.
Выявленная зависимость изменения кислотного числа масла от начальной влажности и продолжительности процесса самосогревания приведена в таблице 2.
| Таблица 2 | ||||||
| № п/п | Серия опытов | W начальная, % | Кч*, мг КОН/г | |||
| 1 сутки | 2 суток | 4 суток | 6 суток | |||
| 1 | I | 35 | 0.87 | 0.89 | 1.2 | 3.6 |
| 2 | 25 | 0.86 | 0.88 | 1.16 | 3.3 | |
| 3 | 15 | 0.84 | 0.86 | 0.97 | 2.7 | |
| 4 | II | 35 | 0.87 | 0.88 | 1.31 | 3.7 |
| 5 | 25 | 0.87 | 0.88 | 1.15 | 3.5 | |
| 6 | 15 | 0.86 | 0.85 | 0.97 | 2.8 | |
| * Примечание: 1) кислотное число семян до самосогревания 0,83 мг КОН/г; | ||||||
| 2) допустимая величина кислотного числа 0,86 мг KОН/г. |
По прошествии 2 суток ОБЦ белков семян достигает своего максимального значения, при этом кислотное число масла возрастает в допустимых пределах. Превышение указанного оптимального срока самосогревания служит причиной ухудшения качества масла вследствие его ферментативного гидролиза (об этом свидетельствует продолжающийся рост кислотного числа масла) и возрастания токсичности белков семян из-за накопления в них свободных жирных кислот. Продолжительность самосогревания менее 2 суток не дает желаемого результата снижения токсичности белков семян.
Начальную влажность процесса 15±2% следует считать оптимальной, так как при более высокой влажности на поверхности плодов начинает интенсивно развиваться плесневая микрофлора, что приводит к накоплению микотоксинов, переходящих в продукты переработки семян. При влажности менее 15±2% начало процесса самосогревания затягивается.
Кроме того, необходимо контролировать температуру внутри буртов плодов, не допуская ее увеличения. Температура внутри буртов выше 30°С свидетельствует о переходе процесса самосогревания в самоускоряющуюся стадию, для которой характерна коагуляция белков. Температуру регулируют изменением толщины слоя теплоизолирующего материала или раскрытием буртов.
Способ реализуется следующим образом. Собранные плоды влажностью 15±2% размещают в виде буртов, укрывают подручными материалами, изолируя от окружающей среды и, тем самым, создают соответствующие для начала самосогревания условия, подвергают контролируемому самосогреванию в течение 2 суток, при котором каждые 12 часов определяют температуру плодов внутри насыпи и поддерживают ее не выше 30°С посредством изменения толщины слоя теплоизолирующего материала, затем плоды обрушивают, а из семян получают масло и побочный продукт, который является белковым кормовым продуктом.
Пример осуществления заявляемого способа
Плоды клещевины влажностью 15% после уборки размещают в виде буртов, которые укрывают подручными материалами, чем изолируют их от окружающей среды и создают условия для самосогревания, которое продолжают 2 суток. При этом каждые 12 часов определяют температуру внутри буртов и поддерживают ее не выше 30°С посредством регулирования толщины слоя теплоизолирующего материала, далее плоды обрушивают, а из семян получают масло и побочный продукт, которое является белковым кормовым продуктом с высоким показателем ОБЦ.
Технический результат достигается только при сочетании описанных параметров процесса, что позволяет получить в качестве побочного продукта белковый кормовой продукт для сельскохозяйственных животных.
Положительный эффект при реализации разработанного способа заключается в комплексном использовании семян клещевины и в экономии энергоресурсов на всех стадиях процесса.
Способ получения белкового кормового продукта из семян клещевины, включающий влаготепловую обработку сырья клещевины, отличающийся тем, что предварительно плоды клещевины с начальной влажностью (15±2)% помещают в бурты, укрывают подручными теплоизолирующими материалами, выдерживают в течение 2 суток, каждые 12 ч определяют температуру внутри буртов и поддерживают ее не выше 30°С посредством регулирования толщины слоя теплоизолирующего материала, затем плоды обрушивают, извлекают из семян масло, а получаемый побочный продукт является белковым кормовым продуктом.
