Улучшенный способ кондиционирования корма для животных
Изобретение относится к гранулированному корму для животных и способу его изготовления. Способ и корм, полученный указанным способом, включают получение исходной композиции, содержащей: 10-90 вес.% органической кислоты, 1-90 вес.% поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, имеющего HLB от 4 до 18 и молярное отношение 1 молекула касторового масла на 1-200 молекул этиленоксида, 0-20 вес.% антимикробных терпенов или эфирных масел, добавление воды с получением композиции для термической обработки и внесение эффективного количества указанной композиции для термической обработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования или экструзии корма. Органическую кислоту выбирают из группы, состоящей из уксусной, пропионовой, масляной кислот и их смеси. Способ позволяет улучшить качество гранул, а именно повысить клейстеризацию крахмала, прочность гранул, влагоудержание, улучшить ингибирование плесени и бактерий. 2 н. и 30 з.п. ф-лы, 5 ил., 13 табл.
Область изобретения
Термическая обработка для кондиционирования корма для животных с помощью примешивания раствора, содержащего смешанные органические кислоты, поверхностно-активное вещество на основе этоксилированного касторового масла и антимикробный терпен, что улучшает качество гранул (клейстеризацию крахмала, прочность гранул, влагоудержание), параметры дробления корма в кормодробилке (пропускную способность для корма, расход энергии) и улучшает ингибирование плесени и бактерий по сравнению с товарными композициями органических кислот.
Предпосылки
Обычно в промышленном животноводстве используется гранулированный корм. Гранулирование - это превращение порошкообразного корма в маленькие гранулы, включающие все необходимые для животного питательные вещества. Как правило, производство из сырьевых материалов посредством гранулирования составляет 60-70% от стоимости изготавливаемых кормов для животных. Поиск методики или модификации для снижения стоимости производства без снижения качества корма являлось одним из наиболее важных вопросов в промышленном животноводстве. Некоторые исследования показывают, что гранулирование улучшает превращение корма более чем на 12%. Это улучшение в показателях относится к уменьшению непроизводительного расхода корма, сегрегации ингредиентов и энергетических затрат при поедании (Behnke, К. С 1994, "Factors affecting pellet quality" pages 44-54, Proc. Maryland Nutr. Conf. Feed Manuf., College Park, MD. Maryland Feed Ind. Council, and Univ. Maryland, College Park. Briggs; J.L., D.E. Maier, B.A. Watkins, and K.C. Behnke. 1999, "Effect of ingredients and processing parameters on pellet quality", Poult. Sci. 78: 1464-1471).
Прочные гранулы снижают непроизводительный расход, снижают сегрегацию, улучшают вкусовую привлекательность и позволяют съесть больше еды за меньшее время. Цыплята, которым давали мешанку, тратили 14,3% 12-ти часового дня на еду по сравнению с 4,7% для цыплят, которых кормили гранулированным кормом (Jensen L., L.H. Merill, C.V. Reddy and J. McGinnis, 1962, "Observations on eating patterns and rate of food passage of birds fed pelleted or unpelleted diets". Poult. Sci. 41:1414-1419). Процесс грануляции требует этапа кондиционирования, который включает в себя обработку паром для клейстеризации крахмала в рационе и для получения лучшего связывания, таким образом увеличивая прочность гранул. Клейстеризация крахмала - это процесс, в котором вода в форме пара диффундирует в гранулу крахмала, вызывая набухание (Parker, R. and S.G. Ring. 2001, "Mini Review: Aspects of the Physical Chemistry of Starch", J. Cereal Sci. 34: 1-17). Как только клейстеризованный крахмал остывает, он образует гель, который действует как склеивающее вещество, вызывая связывание частиц (Lund, D. 1984, "Influence of time, temperature, moisture, ingredients and processing conditions on starch gelatinization", CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 20:249-273). Добавление больших количеств влаги в гранулы крахмала вызывает набухание (Parker, R. and S.G. Ring, 2001, "Mini Review: Aspects of the Physical Chemistry of Starch", J. Cereal Sci. 34: 1-17). Как только клейстеризованный крахмал остывает, он образует гель, который действует как склеивающее вещество, вызывая связывание частиц (Lund, D., 1984, "Influence of time, temperature, moisture, ingredients and processing conditions on starch gelatimzation", CRC Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 20:249-273). Добавление больших количеств влаги также понижает начальную температуру, требующуюся для того, чтобы произошла клейстеризация крахмала. Обычно считалось, что клейстеризованный крахмал улучшает доступ ферментов к глюкозидным связям и поэтому улучшает усвояемость (Parker, R. and S.G. Ring, 2001, "Mini Review: Aspects of the Physical Chemistry of Starch", J. Cereal Sci. 34: 1-17).
Гранулы корма повреждаются при погрузке, разгрузке, хранении, транспортировке и перемещении в кормушки. Переработка и транспортировка корма часто приводит к увеличению числа мелких и раздробленных гранул и, в крайних случаях, снижает общий процент гранул, которые достигают кормушек. Полагают, что на каждые 10% увеличение мелких частиц приходится потеря одного балла превращения корма, что, таким образом, требует поедания большего количества корма для производства такого же количества мяса. Наиболее общепринятыми параметрами, используемыми для оценки качества гранул, являются индекс прочности гранул (PDI) и модифицированный индекс прочности гранул (MPDI). PDI определяется процентным соотношением неповрежденных или неполных гранул, остающихся после пребывания во вращающейся-переворачивающейся камере в течение 10 минут. MPDI подобен PDI, только добавляют пять 13 миллиметровых шестигранных гаек к еще предварительно испытанным во вращающейся камере гранулам для моделирования переработки и транспортировки корма. Согласно данному изобретению процент мелких частиц улучшается по меньшей мере на 10% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой, предпочтительно по меньшей мере на 15% или 20%.
Во время кондиционирования пар добавляют в корм до содержания влаги 6%. Каждый процент влаги, добавленный в корм через пар, повышает температуру мешанки приблизительно на 23°C, что улучшает процесс кондиционирования, оптимизируя работу гранулятора и прочность гранул (Fairfield, D., 2003 "Pelleting for Profit-Part 1, Feed and Feeding digest 54 (6) 2003), но эта влага теряется при охлаждении гранулы.
Некоторые исследования показали, что добавление воды сверх влаги, добавленной во время процесса кондиционирования, может улучшать гранулирование (Fairchild, F. and D. Greer, 1999, "Pelleting with precise mixer moisture control, Feed Int. 20 (8): 32-36; Moritz, J.S et al, 2003 "Feed manufacture and feeding of rations with graded levels of added moisture formulated at different densities", J. Appl. Pout. Res. 12:371-381). Motitz и соавт. и Hott и соавт. описывали увеличение PDI и уменьшение потребления энергии при добавлении от 2,5 до 5% влаги в кукурузно-соевый рацион в смесителе (Moritz, J. S. et al, 2001, "Effect of moisture addition at the mixer to a com-soybean-based diet on broiler performance", J. Appl. Poult. Res. 10: 347-353;. Hott et al, 2008, "The effect of moisture addition with a mold inhibitor on pellet quality, feed manufacture and broiler performance", J. Appl. Poult. Res. 17:262-271).
Было показано, что добавление влаги в смеситель повышает качество гранул и уменьшает энергопотребление гранулятора. Также было обнаружено, что добавление влаги сокращает разность температур (ΔТ) между кондиционируемой мешанкой и горячими гранулами, что показывает уменьшение износа матрицы.
Влага, добавленная холодной в корм в смеситель, становится ограничением в различных реакциях, связанных с нагреванием, таких как клейстеризация крахмала, приводя к увеличению PDI. Также эта влага не так легко удаляется из гранул, как влага, добавленная при кондиционировании. Однако, дополнительная влага может переходить на поверхность гранул, что может привести к риску поражения плесенью. Использование поверхностно-активного вещества в увлажняющих добавках облегчает абсорбцию воды в мешанку, таким образом снижая риск поражения плесенью.
Добавление влаги поднимает некоторые проблемы, которые представляют собой связь между высокой влажностью и ростом плесени, а также разведением пищи (Rahnema, S. and S.M. Neal, 1992, "Preservation and use of chemically treated high-moisture com by weanling pigs", J. Prod. Agric. 5 (4):458-461). Примерами грибов, обычно встречающихся в хранящемся зерне, являются представители родов Aspergillus, Penicillium и Fusarium, например A. parasiticus, F. tricinctum и P. citrinum (Smith, J.E., 1982, "Mycotoxins and poultry management", World's Poult. Sci. J. 38 (3):201-212). Рост и развитие спор плесени часто вызывают порчу корма и продукцию микотоксинов, оба из которых являются вредными для птицеводства. Tabib и соавт. обнаружили, что процесс гранулирования традиционной пищи для домашней птицы сокращает количество плесени, в то время как добавление ингибитора плесени еще больше сокращает это количество (Tabib, Z., F. Jones, and P.B. Hamilton, 1984, "Effect of pelleting poultry feed on the activity of molds and mold inhibitors". Poult Sci. 63:70-75).
Товарные ингибиторы плесени содержат одну или несколько органических кислот. Они представляют собой, главным образом, пропионовую, бензойную, масляную, уксусную и муравьиную кислоты. Органические кислоты были основной добавкой для уменьшения числа заболеваний инфекциями пищевого происхождения. Механизм, с помощью которого жирные кислоты с небольшой цепью проявляют антимикробную активность, заключается в том, что недиссоциированные (RCOOH=неионизированные) кислоты являются липидопроницаемыми и поэтому могут пересечь микробную клеточную стенку, затем диссоциировать в более щелочной внутренней среде микроорганизма (RCOOH → RCOO-+H+), делая цитоплазму нестабильной для выживания. Высвобождение иона водорода нарушает функционирование цитоплазмы и ингибирует рост (Van Immersed, F., J.B. Russell, M.D. Flythe, I. Gantois, L.Timbermont, F. Pasmans, F. Haesebrouck, and R. Ducatelle, 2006, "The use of organic acids to combat Salmonella in poultry: a mechanistic explanation of the efficacy", Avian Pathology. 35(3): 182-188). Использование органических кислот, особенно муравьиной и пропионовой, хорошо описано в публикациях уровня техники.
Применение пропионовой кислоты и других органических кислот в качестве консервантов для корма было хорошо описано (Paster, N. 1979, "A commercial scale study of the efficiency of propionic acid and calcium propionate as fungistats in poultry feed", Poult Sci. 58:572-576). Пропионовая кислота является более сильным ингибитором плесени, нежели уксусная, валериановая, масляная, молочная или бензойная кислота. Пропионовая кислота имеет эффективную дозу от 0,05 до 0,25%, в отличие от других органических кислот, которые требуют более чем 0,5% (Higgins C. and F. Brinkhaus, 1999, "Efficacy of several organic acids against mold", J. Applied Poultry Res. 8:480-487). Консервирование кукурузы с высокой влажностью было достигнуто при обработке 0,5% смеси, содержащей 80 вес. % пропионовой кислоты и 20 вес. % уксусной кислоты. Этим продуктом кормили поросят-отъемышей, не вызывая какого-либо вредного воздействия на продуктивность. Добавление 0, 0,1, 0,2, 0,3 и 0,4 вес. % уксусной кислоты к воде не оказало влияния на продуктивность или количество кишечных микробов у цыплят-бройлеров (Akbari, M.R., H. Kermanshani and G.A. Kalidari, 2004, "Effect of acetic acid administration in drinking water on performance growth characteristics and ileal microflora of broiler chickens", J. Sci. & Technol. Agric. & Natur. Resour. 8 (3): 148).
Некоторые патенты раскрывают применение органических кислот в качестве антимикробных средств, но не говорят о каких-либо других преимуществах. Патент США № 6867233 описывает антимикробный кислотный состав на основе органической кислоты и поверхностно-активного вещества для обработки пищи и поверхностей, контактирующих с пищей. Эта композиция стабилизируется пропиленгликолем, противовспенивающим средством и солью. Применяемые кислоты включают уксусную кислоту, а не масляную кислоту. Она также включает алкилсульфатное поверхностно-активное вещество, а не этоксилилированное касторовое масло. Патент США № 7169424 раскрывает ингибитор плесени, включающий смесь двух органических кислот, стабилизированных буфером, поверхностно-активное вещество и эфирное масло, являющиеся вместе менее коррозионно-агрессивными, чем одна органическая кислота, не стабилизированная буфером. Заявка PCT/US 2007/80001 раскрывает способ ингибирования роста патогенов в гранулированном корме, который повышает эффективность процесса гранулирования без придания неприятного запаха, вследствие присутствия аммонийной соли масляной кислоты. Данное изобретение не включает забуференные аммонием органические кислоты и не имеет сложностей с запахом, поскольку используются отличающаяся органическая кислота и поверхностно-активное вещество.
Корм и кормовые ингредиенты являются переносчиками патогенных бактерий у животных, которые могут передаваться людям. Проблемы заболеваний пищевого происхождения, обусловленных инфекциями Campylobacter spp., Shigella spp., Listeria monocytogenes, Yersenia enterolitica, Salmonella spp. и E.coli, являются распространенными во многих странах. Статистика CDC (Центры по контролю и профилактики заболеваний США) говорит, что 76 миллионов людей заболевают каждый год вследствие употребления недоваренного мяса, яиц, водных животных, имеющих панцирь, непастеризованных молочных продуктов и немытых овощей. Сельскохозяйственные животные являются главным источником серотипов Salmonella enterica, не являющихся серотипом typhi, которая вызывает приблизительно 1,4 миллиона случаев заболеваний, 16400 госпитализаций и 580 смертей каждый год в США. Сальмонелла, факультативный внутриклеточный патоген, способна заражать людей и животных приводя в результате к инфицированию. После проглатывания сальмонелла может населять кишечник и проникать из кишечника, вызывая системную инфекцию (Henderson, S. et. al, 1999, "Early events in the pathogenesis of avian salmonellosis", Infec. Immun. 67(7): 3580-3586). Большинство случаев сальмонеллеза, присутствующих у людей, прослеживались при употреблении яиц (Humphrey, T.J. et. al, 1994, "Contamination of egg shell and contents with Salmonella enteritidis", Int. J. Food Microbiol. 21 (1-2): 31-40). Факторы, присутствующие в яйцах, помогают поддерживать более низкие уровни сальмонеллы в свежеотложенных яйцах (частота возникновения 0,6%), даже если яйца из яйцевода той же курицы показывают более высокие уровни сальмонеллы (частота возникновения 29%); эти факторы могут включать антитела, антимикробные ферменты и железосвязывающие и ингибирующие бактериальную протеазу белки в желтке и белке (Keller, L.H. et. al, 1995, Salmonella enteritidis colonization of the reproductive tract and forming and freshly laid eggs of chickens", Infec. Immun. 63 (7): 2443-2449). Гранулирование при условиях высокой температуры и высокого давления сокращает количество не только сальмонеллы, но также и других бактерий. Проблемой при гранулировании является то, что нет защиты против повторного микробного заражения корма перед употреблением животным, например, при расфасовке в мешки, транспортировке, в кормораздатчиках.
Много продуктов было разработано для консервирования воды и корма для применения у животных. Примерами добавок для воды являются продукты четвертичного аммония, продукты на основе хлорита, хлорирование, диоксид хлора и соединения-кислоты (уксусная, сорбиновая, аскорбиновая, лимонная и муравьиная кислоты). Способы консервирования корма включают термическую обработку, органические кислоты, формальдегид, эфирные масла и облучение. Устранение сальмонеллы органическими кислотами требует высоких уровней обработки, что подразумевает высокую стоимость для животноводства. Формальдегид, как считается, является веществом, вызывающим рак, хотя связь не была доказана. Облучение корма является нерентабельным и неудобным для потребителя. Перкарбонат натрия является сильным окислителем, который применяется в качестве антимикробного средства в корме при уровне 1-2% от рациона.
Органические кислоты были основной добавкой для снижения частоты возникновения инфекций пищевого происхождения. Хорошо известно применение коротко-, средне- и длинноцепочечных жирных кислот, таких как муравьиная, пропионовая, молочная, лимонная, яблочная и другие.
Эмульгатор на основе этоксилированного касторового масла получают с помощью реакции касторового масла с этиленоксидом. Эмульгаторы на основе этоксилированного касторового масла имеют различные длины цепи в зависимости от количества этиленоксида, применяемого при синтезе. Молярное соотношение может варьироваться от 1 молекулы касторового масла к 1-200 молекулам этиленоксида, образуя эмульгатор на основе этоксилированного касторового масла, называемый эмульгатор PEG-x(полиэтиленгликоль)-касторовое масло, где x представляет собой количество частей этиленоксида (Fruijtier-Polloth, C, 2005, "Safety assessment on polyethylene glycols (PEGs) and their derivatives as used in cosmetic products", Toxicology 214: 1-38). Эти эмульгаторы широко использовались для солюбилизации нерастворимых в воде лекарственных средств для лечения людей и животных. Они являются нелетучими, стабильными соединениями, которые не гидролизуются или разрушаются при хранении. Касторовое масло получают из семян Ricinus communis и, оно содержит преимущественно триглицериды рицинолевой, изорицинолевой, стеариновой и дигидроксистеариновой кислот. Касторовое масло представляет собой 90% рицинолевую кислоту (12-гидроксиолеиновую кислоту) - нетоксичный, биоразлагаемый и возобновляемый ресурс.
Было подано несколько PCT заявок на применения поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла. Патентная заявка WO 99/60865 относится к эмульсии поверхностно-активное вещество-вода, добавляемой к корму для животных перед или после термической обработки. Эмульсия помогает поддержанию или снижению потери воды в ходе термической обработки. Эмульсия содержит 1 или 8 частей воды и от 0,005 до 0,5 частей поверхностно-активного вещества. Заявка WO 97/28896 описывает способность поверхностно-активного вещества способствовать диспергированию мелассы. Заявка WO 96/11585 раскрывает применение этоксилированного касторового масла в корме для животных для улучшения питательной ценности корма. В заявке WO 95/28091 добавляют этоксилированное касторовое масло к традиционному сухому корму для животных для улучшения доступности питательных веществ, увеличения роста животных и уменьшения смертности. Эти четыре патента упоминают добавление поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, предпочтительно в виде эмульсии, для улучшения усвояемости гидрофобных веществ в корме для животных, но не показывают, как лучше всего использовать их в производственном процессе для уменьшения потребления энергии и для предотвращения развития плесени и бактерий в корме.
Краткое описание изобретения
Целью данного изобретения является обеспечение химической композиции корма для животных, которая улучшает процесс гранулирования, включающий таковой, где используется процесс экструзии, и которая обладает антимикробной активностью.
Еще одной целью является обеспечение способа изготовления гранулированного корма для животных, включающего этапы, на которых:
готовят композицию, содержащую
a) 10-90 вес. % органической кислоты, выбранной из группы, включающей уксусную, пропионовую, масляную и их смеси,
b) 1-90 вес. % поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, имеющего HLB от 4 до 18 и молярное отношение 1 молекула касторового масла на 1-200 молекул этиленоксида,
с) 0-20 вес. % антимикробных терпенов или эфирных масел;
добавляют воду с получением композиции для термической обработки и вносят эффективное количество указанной композиции для термической обработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования или экструзии корма.
Еще одной целью данного изобретения является обеспечение гранулированного корма для животных, изготовленного с помощью процесса, включающего:
приготовление композиции, содержащей
а) 10-90 вес. % органической кислоты, выбранной из группы, включающей уксусную, пропионовую, масляную кислоту и их смеси,
b) 1-90 вес. % поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, имеющего HLB от 4 до 18,
с) 0-20 вес. % антимикробных терпенов или эфирных масел;
добавление воды с получением композиции для термической обработки, и
внесение эффективного количества упомянутой композиции для термической обработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования или экструзии корма.
Преимущества данного изобретения включают:
Процент мелких частиц улучшен по меньшей мере на 10% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой, предпочтительно по меньшей мере на 15% или 20%.
Потребление энергии улучшено по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой, по меньшей мере на 15%, предпочтительно по меньшей мере на 20% или 25%.
Влажность гранул улучшена по меньшей мере на 0,4% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой, предпочтительно по меньшей мере на 0,5% или 0,6%.
Обработанный корм имеет бактериальную нагрузку менее 20000 КОЕ/г, предпочтительно менее 10000 КОЕ/г.
Обработанный корм имеет плесневую нагрузку менее 20000 КОЕ/г, предпочтительно менее 10000 КОЕ/г.
Описание предпочтительных вариантов осуществления
Определения
«Весовой процент» компонента основывается на общем весе состава или композиции, в которую включен этот компонент.
«Органическая кислота» включает муравьиную, уксусную, пропионовую, масляную и другие C4-C24 жирные кислоты или моно-, ди- или триглицериды C1-C24 органических жирных кислот.
«Антимикробный терпен» может включать аллилдисульфид, цитраль, пинен, нерол, гераниол, карвакрол, эвгенол, карвон, анетол, камфору, ментол, лимонен, фарнезол, каротин, тимол, борнеол, мирцен, терпинен, линалоол или их смеси. Более конкретно, терпены могут включать аллилдисульфид, тимол, цитраль, эвгенол, лимонен, карвакрол и карвон или их смеси. Терпеновый компонент может включать другие терпены с антимикробными свойствами.
Термин «эффективное количество» соединения означает количество, способное выполнять функцию или иметь свойство, для которого представлено эффективное количество, например, нетоксичное, однако достаточное количество для обеспечения желаемого уровня преимуществ гранулирования, измельчения и антимикробной эффективности. Таким образом, специалист в данной области может определить эффективное количество с использованием только стандартного исследования.
При гранулировании корма пар впрыскивают в мешанку, затем массу гранулируют. В экструдированном корме пар впрыскивают в мешанку под давлением, затем массу гранулируют. Экструдированный корм является менее плотным, нежели мешанка.
Составы различаются не только по концентрациям основных компонентов, например, органических кислот, но также по типу терпенов, поверхностно-активного вещества (поверхностно-активных веществ) и концентрации воды. Данное изобретение может быть модифицировано добавлением или удалением терпенов, типом органической кислоты и типом поверхностно-активного вещества.
Выражения «синергический эффект» или «синергизм» означают улучшенный эффект гранулирования или консервирующий эффект при добавлении ингредиентов в виде смеси по сравнению с отдельными компонентами.
Композиция(композиции)
В целом, композиция по данному изобретению содержит:
a) 10-90 вес. % органической кислоты, выбранной из группы, включающей уксусную, пропионовую, масляную кислоту и их смеси,
b) 1-90 вес. % поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, имеющего HLB от 4 до 18 и молярное отношение 1 молекула касторового масла на 1-200 молекул этиленоксида,
с) 0-20 вес. % антимикробных терпенов или эфирных масел;
добавление воды с получением композиции для термической обработки и внесение эффективного количества указанной композиции для термической обработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования корма.
Также композиция по данному изобретению может содержать эффективное количество органических кислот, имеющих от 1 до 24 атомов углерода.
Антимикробные терпены, растительные экстракты или эфирные масла, содержащие терпены, можно применять в композициях по данному изобретению, также как и более очищенные терпены. Терпены являются коммерчески легкодоступными или могут быть изготовлены способами, известными в уровне техники, такими как экстракция растворителем или экстракция/дистилляция или химический синтез.
Поверхностно-активное вещество является неионным, включая поверхностно-активные вещества на основе этоксилированного касторового масла с 1-200 молекулами этилена, распределенными обычно около среднего значения, предпочтительно среднего значения от 40 до 80.
Композиция исходного раствора может содержать от 1 до 99% по весу органических кислот, преимущественно 20-70% по весу; типичные кислоты включают 0-99% по весу уксусной кислоты, 0-99% по весу пропионовой кислоты и 0-99% по весу масляной кислоты. Композиция может включать 0-10% по весу антимикробных терпенов или эфирных масел и 1-9% по весу поверхностно-активного вещества. Исходная композиция может содержать 0-40% воды.
Исходную композицию компонентов а), b) и с) разбавляют водой с образованием композиции для термической обработки, которая представляет собой 5-15 вес. % водную смесь, предпочтительно 5-10 вес. % смесь. Эту водную смесь вносят в негранулированный корм в количествах 1-5 вес. % от общего количества корма, предпочтительно 1-3 вес. %.
Кислоты компонента а) могут быть стабилизированными или нестабилизированными буфером. Буфером может быть гидроксид кальция, гидроксид аммония или гидроксид натрия.
Композицию для термической обработки можно вносить в корм для животных в количестве 0,25-20 вес. % на основе веса начального корма для животных, предпочтительно 1-10 вес. %.
В целом, компонент а) составляет приблизительно 20-70 вес. %, компонент b) составляет приблизительно 0,5-20 вес. %, компонент с) составляет приблизительно 0,1-5 вес. % на основе веса указанной композиции.
Компонент b) может содержать второе поверхностно-активное вещество, являющееся неионным. Если второе поверхностно-активное вещество присутствует, оно является предпочтительно неионным поверхностно-активным веществом, выбранным из полисорбатов и полиоксиэтиленов.
Компонент с) предпочтительно содержит терпены, выбранные из группы, включающей аллилдисульфид, тимол, цитраль, эвгенол, карвакрол, лимонен или карвон или их смеси.
Способы
Данное изобретение является эффективным против грибов. Примерами этих инфекционных агентов являются Aspergillus fumigatus, Rhizoctonia solani, Penicillum spp. и другие.
Данное изобретение является эффективным против бактерий. Примерами этих инфекционных агентов являются E.coli. Salmonella spp., Clostridia spp., Campylobacter spp., Shigella spp., Brachyspira spp., Listeria spp., Arcobacter spp. и другие.
Способ данного изобретения поддерживает уровень влаги в гранулированном корме выше, чем в необработанном корме или чем при традиционных способах гранулирования.
Водную смесь по данному изобретению вносят в необработанный материал перед введением в смеситель. Водную смесь можно вносить в неперемешанные необработанные материалы в смесителе или вносить во время смешивания необработанных ингредиентов и можно вносить во время цикла мокрого смешивания.
Смесь по данному изобретению вносят с помощью распылительного сопла.
Водную смесь вносят так, чтобы обеспечить равномерное и однородное распределение смеси по всему корму.
Различные патенты и публикации упоминаются по всему данному описанию. Раскрытия каждого из документов таким образом включены в настоящий документ посредством ссылки во всей их полноте.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Определили поверхностное натяжение различных органических кислот и разных составов по данному изобретению. Растворы развели до 5% в воде и протестировали с использованием Surface Tensiomat Model 21 от Fisher. Наблюдали, что состав 2 с кислотами, не стабилизированными буфером, и полисорбатом-80 дал в результате самое низкое значение поверхностного натяжения, как показано в таблице 1.
| Таблица 1. | |||||||||||
| Поверхностное натяжение различных составов | |||||||||||
| Рецептура | |||||||||||
| Компонент | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |
| Уксусная кислота | + | + | + | + | |||||||
| Масляная кислота | + | + | |||||||||
| Пропионовая кислота | + | ||||||||||
| Молочная кислота | + | ||||||||||
| Лимонная кислота | + | ||||||||||
| Бутират аммония | + | + | |||||||||
| Пропионат аммония | + | ||||||||||
| Полисорбат-80 | + | + | + | + | + | ||||||
| d-лимонен | + | + | + | + | |||||||
| Вода | + | + | + | + | |||||||
| Поверхностное натяжение (дин/см) | 46,5 | 40,5 | 45,4 | 42,3 | 67,4 | 44,4 | 56,8 | 70,3 | 72,0 | 47,3 | 72,0 |
Пример 2
Полисорбат-80 допускается только для использования в заменителях молока, но не для использования в корме. В Европейском Союзе поверхностно-активное вещество на основе этоксилированного касторового масла допускается для использования у всех животных. Чтобы определить подходящее поверхностно-активное вещество для замены полисорбата-80, поверхностные натяжения разных поверхностно-активных веществ на основе касторового масла, этоксилированного PEG, исследовали на 5% растворах.
| Таблица 2. | |
| Поверхностное натяжение разных поверхностно-активных веществ в воде | |
| Поверхностно-активное вещество | Поверхностное натяжение (дин/см) |
| Вода | 73,45 |
| Касторовое масло-PEG-60 | 41,35 |
| Касторовое масло-PEG-200 | 41,03 |
| Касторовое масло-PEG-40 | 40,25 |
| Полисорбат-80 | 40,57 |
Пример 3
Два лучших состава из Примера 1 приготовили с использованием полисорбата-80 или касторового масла-PEG-60. Определяли поверхностное натяжение 5% растворов каждого состава в воде.
| Таблица 3. | |||||
| Поверхностное натяжение составов по данному изобретению | |||||
| Рецептура | |||||
| Компонент | 1 | 2a | 2b | 4a | 4b |
| Уксусная кислота | + | + | + | + | |
| Масляная кислота | + | + | + | + | |
| Пропионовая кислота | + | + | + | + | |
| Касторовое масло-PEG-60 | + | + | |||
| Полисорбат-80 | + | + | |||
| d-лимонен | + | + | + | + | |
| Вода | + | + | + | + | + |
| Поверхностное натяжение (дин/см) | 72,8 | 40,8 | 40,5 | 42,8 | 43,2 |
Пример 4
Различные составы по данному изобретению были разработаны и протестированы на их эффективность против роста плесени в исследовании по заплесневению пробок. Химикаты добавили в картофельно-декстрозный агар (половинной концентрации) в отдельные чашки с агаром и оставили застывать на 24 часа. Агаровые пробки диаметром 5 или 7 мм асептически получили из 4-дневных культур A. parasiticus, F. tricinctum или P. citrinum и разместили на центр чашек Петри, содержащих агар с добавлением или без добавления химических продуктов. Чашки инкубировали при температуре 25°C и участки роста культур измеряли каждый день вплоть до 6 дней. Используемые составы указаны в Таблице 4. Результаты роста плесени показаны на фигурах 1-3.
| Таблица 4. | ||||||||
| Составы, используемые для исследования пробок | ||||||||
| Составы для исследования по заплесневению пробок | ||||||||
| Обработка | Тип поверхностно-активного вещества | Пропионат аммония |
Бутират аммония |
Масляная кислота | Уксусная кислота |
Поверхностно-активное вещество | Терпен | Вода |
| Контроль | нет | - | - | - | - | - | - | + |
| 1 | Полисорбат-80 | + | + | - | - | + | - | - |
| 2 | Co-60* | + | + | - | - | + | - | - |
| 3 | Полисорбат-80 | + | + | - | - | + | + | - |
| 4 | Co-60* | + | + | - | - | + | + | - |
| 5 | Полисорбат-80 | - | - | + | + | + | + | + |
| 6 | Co-60* | - | - | + | + | + | + | + |
*Co-60 - поверхностно-активное вещество на основе этоксилированного касторового масла с 60 этиленовыми звеньями.
Пример 6
Целью данного исследования было определение эффективности данного изобретения при уменьшении роста сальмонеллы. Исследование включает следующие обработки: контроль, 37% формальдегид (F) при концентрациях 0,025%, 0,0125%, 0,0625%, 0,00312% и составы по данному изобретению (T) при концентрациях 0,2%, 0,1%, 0,05% и 0,025%. Исследуемые продукты добавили в стерильную деионизированную воду с обеспечением соответствующих растворов. 100 мкл питательного бульона, содержащего культуру Salmonella typhimurium (ATTC 14028), добавили в каждую пробирку для разбавления. После добавления пробирки встряхивали на вортекс-мешалке и выдерживали при комнатной температуре. Через 4 и 24 часа после добавления инокулята 100 мкл раствора высеяли на стандартный агар (в трех повторностях).
Чашки инкубировали при 35±2°C в течение 24 часов до подсчета. Состав по данному изобретению при концентрации 0,025% был также эффективен в отношении сокращении роста сальмонеллы, как и такая же концентрация формальдегида. Результаты показаны на фигурах 4 и 5.
Пример 7
Исследование 1: исследование проводили в промышленной кормодробилке корма. Целью исследования было показать улучшения кондиционирования, снижение затрат энергии, улучшение пропускной способности дробилки, снижение потерь массы, улучшение качества и проиллюстрировать снижение себестоимости. Опыт проводили, используя новую установку для гранулирования. Используемым рационом был корм для уток №6401. Раствор для обработки распыляли в шеститонном одновальном ленточном смесителе и вносили посредством 6 распылительных сопел. Уровень включения в обработанный корм составлял 1 вес. % внесения 5 вес % раствора по данному изобретению в воде.
| Таблица 6. | |||
| Результаты промышленного исследования | |||
| Параметр | Контроль | Обработанный | Улучшения по сравнению с контролем |
| Влажность конечного продукта | 10,26 | 11,03 | 7,5% |
| Тонна/ч. | 15,58 | 15,94 | 2,3% |
| кВт·ч./тонна | 9,62 | 8,27 | 14,0% |
| Дельта T | 13,88 | 6,33 | 54,4% |
| PDI | 97,00 | 97,15 | 0,2% |
| Фактическая температура кондиционера (°C) | 86,85 | 91,28 | 5,1 |
Выводы:
1. Влажность при упаковке увеличилась на 7,5%.
2. Пропускная способность дробилки увеличилась на 2,3%.
3. кВт·час/тонна сократилось на 14%
4. Значения дельта T уменьшились на 54,4%, приводя в результате к уменьшению износа матрицы и вальцов.
5. Влагоудержание составило 77% от внесенной 1% обработки.
6. PDI увеличился с 97% до 97,15%.
Исследование 2: второе исследование проводили в промышленной кормодробилке. Целью было показать улучшение кондиционирования, снижение затрат энергии, улучшение пропускной способности дробилки, снижение потерь массы, улучшение качества и проиллюстрировать снижение себестоимости. В исследовании использовали два типа корма для свиней. Уровень включения в обработанный корм составлял 1 вес. % 5% раствора по данному изобретению в воде. Один процент воды добавляли в контрольной группе.
| Таблица 7. | |||
| Результаты промышленного исследования | |||
| Параметр | Контроль | Обработанный | Улучшения по сравнению с контролем |
| Двигатель гранулятора (Ампер) | 240 | 217,5 | 9,4% |
| Фактическая температура кондиционера (°C) | 74,57 | 76,15 | 2,1% |
| Влажность при упаковке | 10,7 | 12,08 | 12,9% |
| Тонна/ч. | 7,67 | 8,51 | 11% |
| кВт·ч./тонна | 18,00 | 14,74 | 18,1% |
| Дельта T | 14,35 | 8,93 | 37,8% |
Выводы:
1. Постоянная влажность при упаковке увеличилась на 12,9%, влагоудержание составляло 75% дозы обработки.
2. Пропускная способность увеличилась в среднем на 11%.
3. Потребление энергии уменьшилось в среднем на 18,1%.
4. Значения дельта T в среднем уменьшились на 37,8%, приводя в результате к уменьшению износа матрицы и вальцов.
5. Сила тока двигателя гранулятора уменьшилась в среднем на 9,4%.
6. Температура кондиционера (°C) возросла в среднем на 1,6°C.
Исследование 3: третье исследование проводили в промышленной кормодробилке. Целью было показать улучшение кондиционирования, сокращение потребления энергии, улучшение пропускной способности дробилки, снижение потерь массы, улучшение качества и снижение себестоимости. Использовали рацион 612 Sa для выращивания бройлеров. Уровень включения в обработанный корм составлял 1 вес. % 5% раствора по данному изобретению в воде. Один процент воды добавляли в контрольной группе.
| Таблица 8. | |||
| Результаты промышленного исследования | |||
| Параметр | Контроль | Обработанный | Улучшения по сравнению с контролем |
| Двигатель гранулятора (Ампер) | 210 | 194 | 7,6% |
| Фактическая температура кондиционера (°C) | 83-8 | 84,7 | 1,1% |
| PDI (T1) | 93 | 92,65 | 0,4% |
| Образованные мелкие частицы (охладитель) | 3,47 | 2,3 | 33,7% |
| Тонна/ч. | 12,58 | 14,6 | 16,0% |
| кВт·ч./тонна | 9,57 | 7,73 | 19,2% |
| Дельта T | 8,02 | 3,76 | 53,1% |
Выводы:
1. Пропускная способность увеличилась в среднем на 16,0%.
2. Потребление энергии уменьшилось в среднем на 19,2%.
3. Значения дельта T уменьшились на 53,1%, приводя в результате к уменьшению износа матрицы и вальцов.
4. Сила тока двигателя гранулятора уменьшилась в среднем на 7,6% (16 ампер).
Исследование 4: опыты проводили на экспериментальной установке для производства корма. Целью этих опытов являлось определение влагоудержания составов по данному изобретению по сравнению с водой и одновременно сравнение параметров измельчения, таких как температура кондиционирования (°C), потребление энергии (кВт·ч/тонна) и качество гранул (выраженное в виде % мелких частиц). Использовали 3 разных типа кормов: рационы для бройлеров, свиней и молочного скота. Для контрольных рационов 1 вес. % воды добавили в кондиционер и для обработанного корма в смеситель добавили 1 вес. % 5 вес.% раствора по данному изобретению в воде. Все измеренные параметры были улучшены благодаря использованию изобретения, как показано в таблицах 9-11.
| Таблица 9. | |||
| Результаты для корма для бройлеров | |||
| Рацион бройлеров | Контроль | Обработка | Улучшение по сравнению с контролем |
| Влажность гранул | 12,45 | 12,83 | 0,38% |
| кВт·ч./тонна | 12,43 | 10,53 | 15,2% |
| % мелких частиц | 48,35 | 36,89 | 23,3% |
| Дельта T | 6,67 | 3,3 | 50% |
| Таблица 10. | |||
| Результаты для корма для свиней | |||
| Рацион свиней | Контроль | Обработка | Улучшение по сравнению с контролем |
| Влажность гранул | 13,115 | 13,55 | 0,435% |
| кВт·ч./тонна | 17,72 | 16,73 | 5,5% |
| % мелких частиц | 4,45 | 3,90 | 12,5% |
| Дельта T | 13,34 | 12,5 | 5,2% |
| Таблица 11. | |||
| Результаты для корма молочного скота | |||
| Рацион молочного скота | Контроль | Обработка | Улучшения по сравнению с контролем |
| Влажность гранул | 12,76 | 13,21 | 0,445% |
| кВт·ч./тонна | 12,70 | 10,49 | 17,45% |
| % мелких частиц | 11,25 | 8,58 | 21,6% |
| Дельта T | 7,67 | 3,88 | 49,25% |
Пример 8
Исследование вкусовой привлекательности провели для определения влияния кормовых рационов, необработанных или обработанных по данному изобретению, на вкусовую привлекательность корма. Двести самцов цыплят-бройлеров взвесили в группах и распределили на 4 обработки. Каждая обработка включала 5 повторностей, каждая по 10 цыплят. Обработки описаны в следующей таблице.
| Таблица 12. | ||||
| Химический анализ корма | ||||
| Эксперимент | Количество обработки (кг/метрическая тонна) | Повторности | Цыплята | Химический анализ (кг/MT) |
| 1 | Исходный раствор 2a - 0,5 кг/MT | 5 | 10 | 0,27 |
| 2 | Исходный раствор 2a - 1,0 кг/MT | 5 | 10 | 0,81 |
| 3 | Исходный раствор 2a - 2,0 кг/MT | 5 | 10 | 1,99 |
| 4 | Исходный раствор 2a -4,0 кг/MT | 5 | 10 | 4,53 |
Рационы, включающие коммерческие кукурузно-соевых рационов, готовили, как говорилось выше, и скармливали в течение 21 дня. Контрольным рационом кормили всех цыплят в течение первой недели. Цыплят взвешивали в первую неделю жизни и распределяли по весу в соответствующие обработки. Корм исследовали на наличие органических кислот и на предполагаемые дозы раствора для термической обработки.
Начиная со второй недели жизни цыплятам предлагали необработанный и обработанный корм одновременно. Две кормушки, по одной на каждой стороне каждой клетки, пометили на основании обработки. Исходный вес корма определяли, также как и суточные привесы. Кормушки меняли ежедневно. Это исследование определяло какие-либо отличия в потреблении корма при сравнении обработанного и необработанного корма.
Вес оперившихся цыплят определяли еженедельно в течение трех недель. Превращение корма и потребление корма рассчитывали для тех же временных периодов, что и вес тела.
Вкусовую привлекательность определяли как коэффициент потребления (IR):
IR=A/(A+C), где A=тестовый корм, C=контрольный корм
IR<0,5=нет предпочтения тестового корма
IR>0,5=предпочтение тестового корма
Различий в прибавке веса тела и недельном потреблении корма не было обнаружено. В течение периода перед обработкой (первая неделя жизни) потребление корма и прибавка веса тела были сходными для всех обработок. В начале второй недели цыплята предпочитали есть обработанный корм независимо от уровня обработки, и это также наблюдалось в течении третьей недели жизни. Исходя из коэффициента потребления (IR), цыплята предпочитали обработанный корм.
| Таблица 13. | |||
| Результаты коэффициента потребления | |||
| Коэффициент потребления | |||
| Обработки | 2-недельные | 3-недельные | 2-х и 3-х недельные |
| Исходный раствор 2a - 0,5 кг/MT | 0,670 | 0,592 | 0,622 |
| Исходный раствор 2a - 1,0 кг/MT | 0,649 | 0,602 | 0,619 |
| Исходный раствор 2a - 2,0 кг/MT | 0,663 | 0,648 | 0,654 |
| Исходный раствор 2a -4,0 кг/MT | 0,683 | 0,700 | 0,693 |
Специалистам в данной области техники будет понятно, что изменения и модификации данного изобретения могут быть произведены без отклонения от сущности и объема идей, изложенных выше. Предполагается, что описание и примеры рассматриваются только как иллюстративные, а не ограничительные.
1. Способ изготовления гранулированного корма для животных, включающий этапы, на которых готовят исходную композицию, содержащую:
a) 10-90 вес.% органической кислоты, выбранной из группы, включающей уксусную, пропионовую, масляную и их смеси,
b) 1-90 вес.% поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, имеющего HLB от 4 до 18 и молярное отношение 1 молекула касторового масла на 1-200 молекул этиленоксида,
c) 0-20 вес.% антимикробных терпенов или эфирных масел;
добавляют воду с получением композиции для термической обработки и вносят эффективное количество указанной композиции для термической обработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования или экструзии корма.
2. Способ по п.1, где указанную композицию для термической обработки вносят в корм для животных в виде 5-15 вес.% смеси в воде.
3. Способ по п.1, где композицию для термической обработки вносят в корм для животных в количестве от 0,25 до 10 вес.% на основе веса корма.
4. Способ по п.1, где компонент a) составляет 20-70 вес.%, компонент b) составляет 1-20 вес.%, компонент c) составляет 0,1-5 вес.% на основе веса указанной исходной композиции.
5. Способ по п.1, где потребление энергии улучшают, по меньшей мере, на 15% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой.
6. Способ по п.1, где влажность гранул улучшают, по меньшей мере, на 0,4% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой.
7. Способ по п.1, где процент мелких частиц улучшают, по меньшей мере, на 10% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой.
8. Способ по п.1, где обработанный корм имеет бактериальную нагрузку менее 10000 КОЕ/г.
9. Способ по п.1, где обработанный корм имеет плесневую нагрузку менее 10000 КОЕ/г.
10. Способ по п.1, где a) содержит уксусную кислоту.
11. Способ по п.1, где a) содержит пропионовую кислоту.
12. Способ по п.1, где a) содержит масляную кислоту.
13. Способ по п.1, где кислоты a) не стабилизируют буфером.
14. Способ по п.1, где b) содержит второе поверхностно-активное вещество, которое представляет собой неионное поверхностно-активное вещество.
15. Способ по п.1, где b) содержит второе поверхностно-активное вещество, которое представляет собой неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из полисорбатов и полиоксиэтиленов.
16. Способ по п.1, где c) содержит терпены, выбранные из группы, включающей аллилдисульфид, тимол, цитраль, эвгенол, карвакрол, лимонен или карвон или их смеси.
17. Гранулированный корм для животных, изготовленный с помощью процесса, включающего приготовление исходной композиции, содержащей:
a) 10-90 вес.% органической кислоты, выбранной из группы, включающей уксусную, пропионовую, масляную и их смеси,
b) 1-90 вес.% поверхностно-активного вещества на основе этоксилированного касторового масла, имеющего HLB от 4 до 18,
c) 0-20 вес.% антимикробных терпенов или эфирных масел;
добавление воды с получением композиции для термической обработки и внесение эффективного количества указанной композиции для термической обработки в корм для животных с достаточным нагреванием для гранулирования или экструзии корма.
18. Гранулированный корм по п.17, где указанная композиция для термической обработки вноситься в виде 5-15 вес.% смеси в воде.
19. Гранулированный корм по п.17, где указанная композиция для термической обработки вносится в количестве от 0,25 до 10 вес.% на основе веса корма.
20. Гранулированный корм по п.17, где компонент a) составляет 20-70 вес.%, компонент b) составляет 1-20 вес.%, компонент c) составляет 0,1-5 вес.% на основе веса указанной исходной композиции.
21. Гранулированный корм по п.17, где потребление энергии улучшено, по меньшей мере, на 15% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой.
22. Гранулированный корм по п.17, где влажность гранул улучшена, по меньшей мере, на 0,4% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой.
23. Гранулированный корм по п.17, где процент мелких частиц улучшен, по меньшей мере, на 10% по сравнению с контрольным образцом, обработанным водой.
24. Гранулированный корм по п.17, который имеет бактериальную нагрузку менее 10000 КОЕ/г.
25. Гранулированный корм по п.17, который имеет плесневую нагрузку менее 10000 КОЕ/г.
26. Гранулированный корм по п.17, где а) содержит уксусную кислоту.
27. Гранулированный корм по п.17, где а) содержит пропионовую кислоту.
28. Гранулированный корм по п.17, где а) содержит масляную кислоту.
29. Гранулированный корм по п.17, где кислоты из а) не являются стабилизированными буфером.
30. Гранулированный корм по п.17, где b) содержит второе поверхностно-активное вещество, которое представляет собой неионное поверхностно-активное вещество.
31. Гранулированный корм по п.17, где b) содержит второе поверхностно-активное вещество, которое представляет собой неионное поверхностно-активное вещество, выбранное из полисорбатов и полиоксиэтиленов.
32. Гранулированный корм по п.17, где c) содержит терпены, выбранные из группы, включающей аллилдисульфид, тимол, цитраль, эвгенол, карвакрол, лимонен или карвон или их смеси.
