СПОСОБ ДЕТОКСИКАЦИИ ЗЕРНА И ЗЕРНОПРОДУКТОВ Российский патент 2007 года по МПК A01C1/00 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству, и может быть использовано для обеззараживания зерна и зернопродуктов, пораженных микотоксинами.

Известен способ обезвреживания зерна, зараженного преимущественно дезоксиниваленолом - токсином гриба Fusarium, путем обработки его солью пиросульфата натрия (см. патент РФ №2021735 по кл. МПК А23К 1/00, опуб. 30.10.94 г.), которую берут в количестве 1-2,5% от веса зерна и обработку ведут в течение 4-6 суток в зависимости от содержания токсина в зерне. В неизмельченное зерно добавляют порошок пиросульфата натрия в смесителе, серийно выпускаемом для комбикормовой промышленности. В зерне влажностью более 20% дезоксиниваленол обезвреживается на 90,0-94,5% через 4 суток.

Однако реализация данного способа требует значительных затрат из-за высокой стоимости реагента, длительного времени и большой трудоемкости обработки. Кроме того, обезвреженное таким методом зерно имеет ограничение по применению, поскольку его нельзя включать в рацион племенным, высокопродуктивным и беременным животным. Для остального откормочного поголовья такое зерно можно использовать лишь в количестве 30% к рациону в течение не более 20 дней. Кроме того, срок хранения обработанного зерна ограничен и составляет всего 30 дней.

Известен также способ обработки семян сельскохозяйственных культур озоновоздушной смесью (см. патент РФ №2248111 по кл. МПК А01C 1/00, опуб. 20.03.2005 г.), заключающийся в обработке семян в емкости, вращающейся со скоростью 120-150 об/мин, при этом подачу озоновоздушной смеси осуществляют с помощью нагнетающего устройства производительностью 30 м³/ч, при этом концентрация озона составляет 10-80 мг/м³. Способ позволяет повысить всхожесть семян по сравнению с контролем на 10-20%, при этом обработанные семена имеют более кучные всходы.

Однако способ предназначен для предпосевной обработки семян, а не для обеззараживания зерна и зернопродуктов от токсинов. В данном способе озон используется в качестве вещества, активизирующего зарезервированный белок в растениях и ускоряющего химические процессы внутри семени.

Наиболее близким к заявляемому является способ обеззараживания фуражного зерна, зараженного споровыми грибами и их токсинами (см. патент РФ №2164757 по кл. МПК А23К 1/00, опуб. 10.04.2001 г.), заключающийся в обработке дезинфицирующим веществом, в качестве которого используют анолитный электроактивированный раствор с рН 2-4, окислительно-восстановительным потенциалом +1000-+1100 мВ и содержанием активного хлора 0,04-0,06%, при экспозиции до 1 суток при расходе анолита 40-60 л на 1 т зерна. Токсичное зерно равномерно опрыскивают анолитным раствором, выработанным на элкектроактиваторе типа СТЭЛ и выдерживают в буртах, закрытых пленкой, до 24 часов. Способ позволяет проводить комплексное и полное обезвреживание фуражного зерна от токсинов и спор грибков при одновременном сокращении сроков обеззараживания.

Основным недостатком данного способа является низкая эффективность удаления токсинов - около 55%. Кроме этого, способ трудоемок, длителен, требует значительных финансовых затрат из-за большого расхода дезинфицирующего вещества, необходимости сушки зерна после обработки. При этом содержание хлора в дезинфицирующем веществе ухудшает качество готового продукта.

Изобретение направлено на решение задачи создания экономичного и эффективного способа детоксикации зерна и зернопродуктов от микотоксинов с сохранением вкусовых и питательных качеств готового продукта.

Для решения поставленной задачи в способе детоксикации зерна и зернопродуктов, пораженных микотоксинами, заключающемся в обработке их химическим реагентом, согласно изобретению в качестве химического реагента используют озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³, а обработку осуществляют путем продувки озоно-воздушной смеси через зерно и зернопродукты в течение 10-60 минут.

Продувку проводят либо в закрытой емкости, либо непосредственно в бурте зерна.

Экспериментально установлено, что увеличение времени обработки (более часа) не приводит к улучшению качества обрабатываемого продукта, но увеличивает энергозатраты, а уменьшение времени обработки (менее 10 минут) приводит к снижению степени детоксикации.

В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации не описано экономичного и эффективного способа детоксикации зерна и зернопродуктов, содержащих микотоксины, позволяющего быстро и без потерь вкусовых и питательных качеств готового продукта произвести его обеззараживание с эффективностью до 95% за счет использования в качестве реагента озоно-воздушной смеси с концентрацией озона 0,05-1 г/м³. Высокая степень детоксикации обусловлена высокой окислительной способностью озона. Отсутствие последующей сушки или выдержки зернопродуктов позволяет использовать готовый продукт сразу после окончания процесса детоксикации. Способ не имеет ограничений по скармливанию и хранению продукта.

Сказанное позволяет сделать вывод о наличии в заявляемом решении «изобретательского уровня».

Способ осуществляется следующим образом.

Берут либо цельное зерно, либо молотое. Зерно помещают либо в емкости, либо оставляют в бурте. Через зерно подают озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³. Обработку проводят в течение 10-60 минут.

Пример 1. Зерно пшеницы с содержанием охратоксина 456 мкг/кг делили на три части. Первую часть оставляли в виде цельного зерна, вторую и третью части мололи на роторной мельнице для получения молотого зерна: во второй части зерно проходило через сито с размером ячейки 1,5 мм (помол №1), а в третьей - 0,5 мм (помол №2). Зерно (цельное или молотое) помещали в металлическую емкость, через которую продували озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³ со скоростью продувки не менее 0,02 м/сек. Обработку проводили в течение 10 и 60 минут.

Данный скоростной режим подобран экспериментально путем регистрации наличия озона на выходе из емкости, в которой производилась обработка продукта, и обеспечивает, с одной стороны, возможность продувки слоя зерна, а с другой, исключает значительные потери озона при обработке.

Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1.
Степень разрушения охратоксина на цельном и молотом зерне пшеницы при обработке озоно-воздушной смесью.Режим обработки. Конц. озона (г/м³) - время обработки (мин)Разрушение охратоксина, %Цельное зерноПомол №1, 1,5 ммПомол №2, 0,5 мм1-103556901-607078950,2-102350880,2-605060940,05-101340860,05-60425594

Как видно из таблицы 1, степень обеззараживания готового продукта в значительной мере зависит от тонины помола: чем выше тонина помола, тем меньше времени требуется на обработку и тем большей степени детоксикации можно достичь.

Например, при концентрации озона 0,05 г/м³ и времени обработки 10 минут степень обеззараживания для цельного зерна составляет 13%, а для молотого: помол №1 - 40%, помол №2 - 86%. Глубина детоксикации на молотом зерне достигает 94-95%, на цельном - 70%.

Результаты исследования озоно-воздушной смеси на энергетическую ценность и содержание основных элементов в комбикормах для птиц, в которые входит до 71% пшеницы, представлены в таблице 2.

Таблица 2.
Энергетическая ценность и содержание основных элементов комбикормов для птиц при обработке озоно-воздушной смесью.КомпонентУсловия обработки*Корм для цыплятКорм для кур-несушекБез обработки0,1-101-101-301-60Без обработки0,1-100,1-301-60Протеин16,8616,8116,6716,4316,6116,1516,1715,9315,81Клетчатка4,473,945,93,763,646,216,36,466,64Жир3,43,633,423,763,433,963,823,853,73Са0,820,830,80,820,831,541,401,321,43Р0,580,60,550,580,560,570,550,550,56NaCl0,060,060,050,050,050,130,140,110,15Н₂О10,3710,2210,7410,7810,729,89,649,5789,87ОЕ**302,66303,9301,6300,76302,19285283283,86279,69* - первая цифра - концентрация озона, г/м³; вторая цифра - время обработки, мин.
** - общая энергетическая ценность.

Данные таблицы 2 убедительно доказывают, что изменения энергетической ценности и содержания основных элементов в комбикормах для птицы под воздействием озоно-воздушной смеси не происходит.

Пример 2. Цельное зерно проса, содержащее афлотоксин в количестве 114 мкг/кг, помещали в металлическую емкость, через которую продували озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05, 0,2 и 1,0 г/м³. Обработку проводили со скоростью продувки 0,02 м/сек в течение 10 и 60 минут.

Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3.
Степень разрушения афлатоксина на цельном зерне проса при обработке озоно-воздушной смесью.Режим обработки. Конц. озона (г/м³) - время обработки (мин)Разрушение афлатоксина, %1-10791-60900,2-10760,2-60860,05-10690,05-6078

Как видно из данных таблицы 3, разрушение афлатоксина при времени обработки 1 час и концентрации озона 0,05 и 1,0 г/м³ составило соответственно 78 и 90%.

Таким образом, заявляемый способ позволяет производить обеззараживание зернопродуктов от микотоксинов эффективно, с сохранением вкусовых и питательных свойств корма. Способ отличается низкими энергозатратами, которые составляют 0,2-0,5 кВт·ч/т.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Способ заключается в продувке зерна и зернопродуктов озоно-воздушной смесью с содержанием озона 0,05-1 г/м³ в течение 10-60 мин со скоростью 0,02 м/сек. Способ позволяет повысить эффективность обработки с сохранением вкусовых и питательных свойств корма. 3 табл.

Способ детоксикации зерна и зернопродуктов, пораженных микотоксинами, заключающийся в обработке их химическим реагентом, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют озоновоздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³, а обработку осуществляют путем продувки озоновоздушной смеси через зерно и зернопродукты в течение 10-60 мин со скоростью 0,02 м/с.