СПОСОБ ПРОТЕКТИРОВАНИЯ БЕЛКОВОГО КОРМА ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И ПРОТЕКТОР ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2001 года по МПК A23K1/00 A23K1/14 

Изобретение относится к способам получения полноценных белковых кормов для сельскохозяйственных животных, обеспечивающих повышение питательной ценности корма, и средствaм, способствующим эффективности усвоения белковых кормов.

По существующей технологии кормления жвачных животных 60-70% ценных кормовых белков (протеинов) кормов разлагается в рубце животных под действием содержащейся в нем микрофлоры. Это приводит к резкому снижению эффективности кормов.

При этом для повышения усвоения белков животным необходимо, чтобы обработка кормов, обеспечивающая устойчивость протеинов кормов к миробиальному разложению в рубце, не препятствовала их усвоению в нижних отделах пищеварительного тракта (в сычуге и тонких кишках) под действием пищеварительных ферментов.

В основу этих способов во всех случаях положен учет условий пищеварения: кислая среда, пищеварительные ферменты в сычуге и тонких кишках.

Известны различные способы уменьшения степени разложения белков в рубце путем различной обработки кормов.

Описанные способы можно условно разбить на четыре группы.

1. Денатурирование протеинов в сильно щелочных средах (pH 9-13) в водных растворах с последующим нагреванием от 30 до 80^oC и испарением воды (GB 2004728 A) либо термообработкой водных растворов и суспензий кормов при повышенных температурах с доведением массы до полужидкого или жидкого состояния с последующим впрыскиванием массы в холодную форму под давлением 500 мг/см² (GB 1202627).

2. Обработка белков и белоксодержащих кормов дубящими веществами, в частности танином (патент ФРГ 1692441).

3. Обработка белоксодержащих кормов альдегидами, главным образом формальдегидом (патент США 3925560).

4. Гранулирование кормовых добавок и белоксодержащих кормов с последующим капсулированием не растворимыми в рубце (в нейтральной среде) оболочками, например, на основе солей жирных кислот (PCT/US 94/06329), на основе пленкообразующего полимера (8-15% от массы корма) и водорастворимых лигнинсульфонатов (20-25% от массы корма, эмульгатора) (патент РФ 2099964).

Недостатки этих способов состоят в их невысокой эффективности, a также
1) в токсичности защищающих агентов (формальдегид и другие альдегиды);
2) в необходимости использовать относительно сложную технологию обработки кормов (в частности, гранулирования);
3) в применении достаточно больших количеств защищающих агентов (более 1% к массе корма);
4) наряду с уменьшением микробиального разложения белка в рубце снижается степень его усвоения в нижних отделах желудочно-кишечного тракта в случае денатурирования белка при его обработке дубильными веществами, щелочью и при высокотемпературной обработке.

Поэтому расходы, связанные с защитой протеинов кормов от микробиального разложения в рубце, приводят к существенному удорожанию кормов и делают в большинстве случаев такие способы малорентабельными.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ, описанный в патенте GB 1137214, принятый в качестве прототипа. Согласно этому способу протеиносодержащий корм обрабатывают формальдегидом, продуктами конденсации формальдегида с амидами и/или аминами, водорастворимыми полимерами и сополимерами поливиниламина, поливинилпиридина и поливинилпирролидона, а также метилолполиакриламида и другими полимерами формальдегида. Согласно примерам, приведенным в прототипе, количество формальдегида составляет 3-40% от массы защищаемого протеина, а количество водорастворимых полимеров порядка 40% от массы обрабатываемого протеина. Использование в протеине токсичного формальдегида и необходимость его полного удаления сильно осложняет процесс, а использование больших количеств водорастворимых полимеров (десятки процентов в массе корма) приводит к его существенному удорожанию. Эти обстоятельства снижают экономическую целесообразность промышленного использования способа, описанного в прототипе.

Технической задачей, решаемой изобретением, является разработка высокорентабельного способа повышения усвоения растворимых белков, кормов сельскохозяйственными животными вследствие уменьшения микробиального распада протеинов кормов в рубце животного.

Поставленная задача решается предложенным способом протектирования белкового корма, заключающимся в обработке его водным раствором химического защищающего агента, причем отличительным признаком изобретения является то, что в качестве защищающего агента используют водорастворимый полимер с молекулярной массой 1•10⁵-2•10⁷, например полиакриламид. Обычно водорастворимый полимер используется в количестве (10^-5-10^-2):1 к массе корма, а в качестве белкового корма используют белкововитаминный концентрат, полученный при выращивании кормовых дрожжей, или высокобелковый растительный корм.

Поставленная задача решается также и применением в качестве протектора белкового корма, предназначенного для сельскохозяйственных животных, 0,001-1% водного раствора полиакриламида с молекулярной массой 1•10⁵-2•10⁷.

Полиакриламид - водорастворимый полимер амида акриловой кислоты - является широкоизвестным полимером.

Способы его получения, а также применение, основанное на его свойствах (флокулирующих, диспергирующих и др.), хорошо известны и описаны (см. Химическая энциклопедия/Под ред. И.Л. Кнунянца, 1992, т. 3, с. 601).

Новизна и неочевидность предлагаемого нового применения состоит в низких концентрациях полимера в растворе протектора, что неожиданно обуславливает высокую эффективность усвоения белков корма. Поэтому основным существенным признаком изобретения является то, что в качестве добавки, снижающей распад протеинов (протектора), используется водорастворимый полимер в крайне незначительных количествах (1-0,001% к массе корма). Полимер в виде водного раствора смешивают с белковым кормом. Механизм защитного действия добавки в настоящее время не установлен. По мнению заявителей, высокая эффективность добавки достигается коагуляцией полимером переходящих в раствор молекул протеина, что приводит к снижению разложения белка микрофлорой в рубце животного. Коагулирующее действие полимера проявляется при pH 6-7, что имеет место в рубце. В нижних отделах желудочно-кишечного тракта в кислой среде (pH 1,2-2) коагулирующее действие полимера не имеет места, протеин становится растворимым и легкодоступным для пищеварительных ферментов, и легко усваивается животными.

Эффективность и воспроизводимость предлагаемого способа иллюстрируется следующими примерами.

Влияние добавок водорастворимого полимера на степень распада протеина в рубце.

Влияние добавок водорастворимого полимера на степень распада протеина высокобелковых кормов (подсолнечного жмыха, соевого шрота) определяли методом инкубации в содержимом рубца испытуемых образцов, помещенных в мешочки из нейлоновой ткани. Нейлоновые мешочки с 3-5 г образцов кормов опускали через фистулу в нижнюю часть рубца быка. Инкубацию проводили в течение 6 ч. По истечении срока инкубации мешочки извлекали из рубца и определяли количество протеина, оставшегося в испытуемом образце, а также долю распада протеина в % от исходного.

Аналогичные испытания проводили и с образцами белкового корма, не обработанными раствором полиакриламида (контроль).

Пример 1.

В рубец помещали образцы подсолнечного жмыха, обработанные водным раствором полиакриламида с Мм 2•10⁷. Количество полимера составляло 0,001% от массы подсолнечного жмыха. Распад протеина составлял 29,0%. Распад протеина в контрольных образцах составлял 61%. Степень защиты белка по отношению к контролю составляла 52,5%.

Примеры 2, 3.

Аналогично примеру 1, но количество полимера составляло 0,01 и 0,1% от массы подсолнечного жмыха, соответственно.

Примеры 4, 5, 6.

Аналогично примерам 1, 2 в качестве белкового корма использовали соевый шрот.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Влияние добавок водорастворимого полимера на растворимость протеинов кормов.

Анализируемые корма смешивали с водным раствором полиакриламида в 0,86%-ном растворе хлористого натрия с pH 6,5 и перемешивали при температуре 40^oC в течение 1 ч. Затем раствор фильтровали и определяли в фильтрате содержание азота по Къельдалю. В контрольных опытах определяли растворимость протеина кормов в 0,86%-ном водном растворе хлористого натрия без добавления полимера.

Результаты приведены в табл. 2.

Влияние защиты кормового белка на прирост живой массы бычков.

Пример 10.

Были сформированы две группы бычков по 10 голов в каждой - опытной и контрольной.

Состав суточного рациона каждой группы:
- зеленая масса - 20,0 кг;
- зерносмесь (гречиха - 30%; пшеница - 40%; горох - 30%) - 1,5 кг;
- монокальцийфосфат - 0,5 кг;
- соль - 0,035 кг.

Кроме того, в течение первых 34 дней (этап 1) в состав рациона входил подсолнечный жмых в количестве 0,5 кг в день. В течение последующих 55 дней (этап 2) в рацион входил соевый шрот в количестве 9,5 кг в день.

В опытной группе подсолнечный жмых или соевый шрот обрабатывали 0,5 кг 0,1%-ного водного раствора полиакриламида с Мм 2•10⁶.

Результаты эксперимента приведены в табл. 3.

Способ заключается в обработке корма водным раствором водорастворимого полимера с молекулярной массой 1•10⁵-2•10⁷. В качестве такого полимера используют полиакриламид, причем обычно в количестве (10^-5-10^-2):1 к массе белкового корма. Протектор белкового корма представляет собой 0,001-0,1% водный раствор полиакриламида с молекулярной массой 1•10⁵-2•10⁷. Предлагаемый способ защиты и протектор белкового корма обеспечивают повышение усвоения растворимых белков жвачными сельскохозяйственными животными, уменьшение микробиального распада содержащихся в корме белков, получение дополнительного прироста массы животных без увеличения массы кормов. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

1. Способ протектирования белкового корма для сельскохозяйственных животных путем обработки его водным раствором химического защищающего агента, отличающийся тем, что в качестве защищающего агента используют водорастворимый полимер с молекулярной массой 1 • 10⁵ - 2 • 10⁷, например, полиакриламид. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водорастворимый полимер используют в количестве (10^-5 - 10^-2) : 1 к массе корма. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве белкового корма используют белково-витаминный концентрат, полученный при выращивании кормовых дрожжей, или высокобелковый растительный корм. 4. Применение 0,001 - 0,1% водного раствора полиакриламида с молекулярной массой 1 • 10⁵ - 2 • 10⁷ в качестве протектора белкового корма для сельскохозяйственных животных.