СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО БЕЛКОВО-ЛИПИДНОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Российский патент 2018 года по МПК A23K10/12 A23K10/20 

Описание патента на изобретение RU2673749C1

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение в животноводстве, а именно в сфере мясного птицеводства.

Известен способ получения белково-липидного кормового продукта, содержащего шрот и концентрат липидов. В качестве концентрата липидов используется фосфолипидная эмульсия (RU 2152732 С1, 20.07.2000 [1]). Последнюю получают путем гидратации нерафинированного растительного масла в зоне воздействия переменного вращающегося электромагнитного поля с магнитной индукцией 0,30-0,40 Тл, последующей ее обработки под давлением 0,2-1,0 МПа в течение 10-15 мин и последующей обработки в зоне постоянного электромагнитного поля с магнитной индукцией 0,60-0,80 Тл при соотношении компонентов, мас. %: фосфолипидная эмульсия 2,0-10,0, шрот - остальное. Употребление данного продукта обеспечивает высокую продуктивность сельскохозяйственных животных. Недостатком изобретения является использование шрота масличных культур, представляющего собой самостоятельный кормовой продукт со значительной стоимостью, а также сложное аппаратное оснащение технологии.

Известен способ получения кормового продукта с использованием пивной дробины и закваски Леснова (RU 2532452 С1, 10.11.2014 [2]). Способ характеризуется тем, что пивную дробину подвергают прессованию в сепараторе до влажности полученного обрабатываемого сырья 50-60%, добавляют посевной материал, приготовленный на основе отрубей и закваски Леснова в количестве 4,5-5,5% от массы обрабатываемого сырья и проводят биоферментацию смеси в течение около 7 часов. При необходимости полученный продукт подвергают сушке. Использование технического решения позволит улучшить зоотехнические показатели продукта, снизить его стоимость, повысить продуктивность сельскохозяйственных животных. Недостатком изобретения является многостадийность, а также зависимость рассматриваемой технологии от однотипного сырьевого материала (пивной дробины).

Известен способ получения кормовой добавки, который предусматривает перемешивание и стерилизацию компонентов питательной среды, которая содержит пивную дробину, муку солодовых ростков, муку отходов ячменя, молочную сыворотку, лимонную кислоту, воду и минеральные добавки в виде мела, едкого калия, аммония сернокислого, магния сернокислого, натрия сернокислого (RU 2345553 С1, 10.02.2009 [3]). В полученную питательную среду добавляют пивные дрожжи Saccharomyces cerevisiae в количестве 500-600 тыс микробных клеток, лактобактерии Lactobacillus fermentum в количестве 1 млрд клеток, молочную сыворотку - 1 литр и воду до 10 литров общего объема. Затем полученную смесь культивируют при температуре 28-30°С и рН 5,6-6,2 в течение 20-22 часов, фильтруют в течение 5-6 часов и высушивают до содержания влаги 10-12%.

Недостатком данного способа является наличие в технологическом цикле процедуры стерилизации, что предполагает наличие стерилизационного оборудования и, соответственно, существенные энергозатраты на его эксплуатацию. Ферментируемый субстрат составляется на основе дефицитных и востребованных в других практических сферах компонентов: пивной дробины, муки солодовых ростков, муки отходов ячменя, молочной сыворотки, лимонной кислоты и минеральных добавок в виде мела, едкого калия, аммония сернокислого, магния сернокислого, натрия сернокислого.

Наиболее близким по технологической сущности к предложенному является способ получения биологически активной кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц, предусматривающий смешивание 1 массовой части биомассы личинок Hermetia illucens, выращенных на пшеничном зерне и предварительно промытых водопроводной водой, с содержанием протеина в биомассе не менее 36 мас. %, с 1 массовой частью сырого пробиотического продукта, полученного твердофазной ферментацией штамма Bacillus subtilis ВКПМ В-8130 на стерильном носителе. Последний представляет собой свекловичный жом, пропитанный питательной средой. Полученную смесь гомогенизируют и проводят комбинированный процесс твердофазной ферментации-высушивания при температуре не выше 55°С (RU 2576200 С1, 12.12.2014 [4]). Осуществление изобретения обеспечивает повышение продуктивности и сохранности поголовья животных и птиц, зоотехнических показателей животных за счет увеличения переваримости кормов, стимуляции обменных и иммунных процессов. Недостатком указанного способа является использование дорогостоящего субстрата (пшеничное зерно) и стерильного носителя, предполагающего процедуру стерилизации, связанную с использованием дополнительного оборудования и затратами электроэнергии.

Задачей изобретения является создание нового способа получения белково-липидного кормового продукта высокого качества, повышающего продуктивность сельскохозяйственных животных и птиц.

Поставленная задача решается способом получения кормового белково-липидного концентрата из отходов органического происхождения, заключающимся в том, что выращивают биомассу личинок Hermetia illucens на отходах органического происхождения и осуществляют их ферментацию, при этом в качестве отходов органического происхождения используют измельченные целлюлозосодержащие отходы влажностью 50-70%, а ферментацию отходов осуществляют комплексом микроорганизмов, культивированным из кишечной микрофлоры личинок жука-дровосека одновременно с выращиванием биомассы личинок, при этом указанный комплекс микроорганизмов вносят в виде суспензии со значением КОЕ не ниже 10 в количестве 3-5% от массы отходов в начале периода выращивания и повторно не менее двух раз в течение периода выращивания, по истечении 7-15 суток с начала выращивания личинки отделяют, высушивают и измельчают.

Технический результат, достигаемый изобретением, заключается в повышении эффективности биоконверсии целлюлозосодержащих нестерилизуемых отходов в биомассу личинок Hermetia illucens, богатых белком и липидами, вследствие применения смешанной культуры целлюлозолитических микроорганизмов, выделенных из кишечника личинок жука-дровосека. Депонирование культуры осуществляется в коллекции Пензенского государственного аграрного университета.

Предложенный способ получения кормового белково-липидного концентрата из отходов органического (растительного и/или животного) происхождения осуществляется следующим образом. Органические отходы с высоким содержанием целлюлозы (например, пометная подстилка сельскохозяйственной птицы), механически измельченные до 1-5 мм, помещают в стандартные пластиковые ящики слоем 150 мм, увлажняют до 50-70%, предпочтительно до 60%. Затем в указанный субстрат вносят личинки двукрылого насекомого Hermetia illucens трехсуточного возраста из расчета 4 особи на 1 см. Биомасса личинок содержит до 40% (сух. в-во) липидов и до 50% (сух. в-во) белка. Одновременно субстрат инокулируют стартовой суспензией смешанной культуры целлюлозолитических микроорганизмов кишечной микрофлоры личинки жука-дровосека в количестве 3-5% (предпочтительно 4%) от массы субстрата. На протяжении периода выращивания личинок и переработки отходов субстрат еще дважды (через трое и шесть суток с начала процесса) порционно инокулируют суспензией микрофлоры (значение КОЕ не ниже 10), из расчета 4% от массы субстрата. Возможно внесение инокулюма более трех раз с достижением того же эффекта, но экономически нецелесообразно. По истечении 10 суток переработки личинки отделяют от субстрата с помощью вибросита, высушивают в вакуумной сушилке до 5% влажности и измельчают.

Инокулюм для ферментации целлюлозосодержащего субстрата представляет собой микробную суспензию, выращенную в условиях погруженной культуры. Первоначально для выделения микроорганизмов в коллекцию отбирали несколько особей личинок жука-дровосека, выросших на разных древесных субстратах. Затем, личинки препарировали, и шприцем из кишечника отбирали образцы содержимого, которые переносили на плотные питательные среды Генчинсона и Виноградского.

Для получения жидкого инокулюма консорциум микроорганизмов выращивали на жидкой питательной среде следующего состава (г/л):

целлюлоза (порошок) - 10

кукурузный экстракт - 20

натрия нитрат - 3

железа сульфат(II) - 0,01

калий фосфорнокислый однозамещенный - 1

аммония сульфат - 3

магния сульфат - 0,25

натрия хлорид - 2

мел химически осажденный - 4

целлюлоза (порошок) - 10

вода - до 1 литра

рН питательной среды - 7,2

Питательную среду разливали по 100 мл в колбы Эрленмейера объемом 500 мл, стерилизовали в автоклаве при температуре 115°С в течение 30 минут. Затем среду засевали культурой микроорганизмов вместе с фрагментом скошенной агаризованной среды. Культивирование проводили на лабораторной круговой качалке со скоростью вращения 220 об/мин при температуре 28°С в течение 120 часов.

Выросшие культуры суспендировали, смешивали и подвергалии многократным пассажам. Полученная смешанная культура представляет собой консорциум микроорганизмов, включающий представителей бактерий родов Bacillus, Pseudomonas, а также грибов родов Aspergillus, Trichoderma, Penicillium, Fusarium. Колонии видов указанных родов при культивировании на плотных питательных средах (МПА, Сабуро, Чапека-Докса, Райстрика, сусло-агаре) характеризуются типичными для них ростовыми и культурально-морфологическими параметрами.

Пример 1.

Для проведения производственного эксперимента в условиях ООО «Биогенезис» было сформировано два варианта эксперимента - опытный и контрольный, для каждого из которых использовали пять ящиков с целлюлозосодержащими отходами (измельченная пометная подстилка сельскохозяйственной птицы с содержанием целлюлозы 18,6 мас. % (1116 г на 6000 г сухого субстрата), заселенных личинками Hermetia illucens. Плотность распределения личинок составляла 4 особи на 1 см2, то есть 8976 особей на ящик. Масса субстрата влажностью 60% составляла 15 кг на ящик. В контейнеры опытной группы трехкратно с трехсуточной периодичностью вносили суспензию целлюлозолитических микроорганизмов микрофлоры кишечника личинок жука-дровосека.

По итогам культивирования проводили оценку накопления сырой биомассы личинок Hermetia illucens, степень конверсии субстратного материала, а также содержание остаточных количеств целлюлозы в субстрате. Трехкратное внесение жидкого инокулюма целлюлозолитических микроорганизмов микрофлоры кишечника личинок жука-дровосека интенсифицирует процесс биопереработки отходов со значительной долей целлюлозы. Суммарная биомасса сырых личинок в ящиках опытных вариантов составляет 1275 г на 15 кг субстрата 60% влажности. В контрольных ящиках аналогичный показатель находится на уровне 1056 г на 15 кг субстрата 60% влажности. Таким образом, превышение показателя в опытном варианте составляет 20,7%. Величина биоконверсии субстрата в опытном варианте превышает таковую в контрольном на 36%. Остаточное содержание целлюлозы от исходного (1116 г) значения в опытном и контрольном варианте составляет 469 г, т.е. 42% и 859 г, т.е. 77% соответственно.

Пример 2.

Для проведения производственного эксперимента в условиях ООО «Биогенезис» было сформировано два варианта эксперимента - опытный и контрольный, в каждом из которых использовали пять ящиков с модельными целлюлозосодержащими материалами (дробленое пшеничное зерно, смешанное с измельченной пшеничной соломой в соотношении 3:1 по сухой массе с общим содержанием целлюлозы 11,4% (684 г на 6000 г сухого субстрата) и заселенных личинками Hermetia illucens. Плотность распределения личинок составляла 4 особи на 1 см2, т.е. 8976 особей на ящик. Масса субстрата влажностью 60% составляла 15 кг на ящик. В контейнеры опытной группы трехкратно с трехсуточной периодичностью вносили суспензию целлюлозолитических микроорганизмов микрофлоры кишечника личинок жука-дровосека.

По итогам культивирования проводили оценку накопления сырой биомассы личинок Hermetia illucens, а также степень конверсии субстратного материала. Внесение жидкого инокулюма целлюлозолитических

микроорганизмов микрофлоры кишечника личинок жука-дровосека интенсифицирует процесс биопереработки отходов со значительной долей целлюлозы. Суммарная биомасса сырых личинок в ящиках опытных вариантов составляет 1432 г на 15 кг субстрата 60% влажности. В контрольных ящиках аналогичный показатель находится на уровне 1121 г на 15 кг субстрата 60% влажности. Таким образом, превышение рассматриваемого показателя в опытном варианте составляет 27,7%. Величина биоконверсии субстрата в опытном варианте превышает таковую в контрольном на 43%. Остаточное содержание целлюлозы от исходного значения (684 г) в опытном и контрольном варианте составляет 239 г т.е. 35% и 568 г т.е. 83% соответственно.

Похожие патенты RU2673749C1

название год авторы номер документа
Способ переработки целлюлозосодержащих отходов 2021
  • Ильин Дмитрий Юрьевич
  • Корнеев Дмитрий Сергеевич
  • Ильина Галина Викторовна
  • Бастраков Александр Иванович
RU2780463C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВО-ЛИПИДНОЙ БИОМАССЫ ПУТЕМ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛИЧИНОК HERMETIA ILLUCENS НА ЦЕЛЛЮЛОЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДАХ 2018
  • Бабаев Наум Александрович
  • Соколов Иван Викторович
  • Ильин Дмитрий Юрьевич
  • Бастраков Александр Иванович
RU2688315C1
Способ биологической переработки сельскохозяйственных отходов 2021
  • Брюханов Дмитрий Сергеевич
  • Матросова Юлия Васильевна
  • Власова Ольга Анатольевна
RU2791686C1
Способ переработки органических отходов личинками мух Hermetia illucens с получением белка животного происхождения и биогумуса 2017
  • Бабаев Наум Александрович
  • Бастраков Александр Иванович
  • Соколов Иван Викторович
RU2654220C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ХВОЙНЫХ ПОРОД ДРЕВЕСИНЫ 2020
  • Тимофеев Максим Анатольевич
RU2744181C1
СПОСОБ ВЫРАЩИВАНИЯ ЛИЧИНОК МУХ И ПЕРЕРАБОТКИ ОРГАНИЧЕСКИХ ОТХОДОВ 2020
  • Максимов Андрей Николаевич
  • Зорин Георгий Викторович
RU2734522C1
Способ получения белка животного происхождения и зоогумуса с помощью личинок мух Черная львинка (Hermetia illucens) 2023
  • Шевченко Наталия Ивановна
  • Фоменко Ольга Сергеевна
RU2814628C1
Способ получения энтомологической биомассы - сырья для производства кормовых добавок 2018
  • Бабаев Наум Александрович
  • Соколов Иван Викторович
  • Ильин Дмитрий Юрьевич
  • Бастраков Александр Иванович
  • Абалакин Игорь Николаевич
RU2688470C1
Способ переработки пищевых и органических отходов личинкой мухи Hermetia Illucens с получением биогумуса 2023
  • Петровичев Михаил Александрович
RU2812457C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКИ АКТИВНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦЫ С ПРОБИОТИКОМ И БЕЛКОМ НАСЕКОМЫХ 2014
  • Ушакова Нина Александровна
  • Павлов Дмитрий Сергеевич
  • Правдин Валерий Геннадьевич
  • Кравцова Любовь Захарьевна
  • Бастраков Александр Иванович
  • Козлова Анна Анатольевна
RU2576200C1

Реферат патента 2018 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОГО БЕЛКОВО-ЛИПИДНОГО КОНЦЕНТРАТА ИЗ ОТХОДОВ РАСТИТЕЛЬНОГО И ЖИВОТНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может найти применение в животноводстве, а именно в сфере мясного птицеводства. Способ получения кормового белково-липидного концентрата из отходов органического происхождения заключается в том, что выращивают биомассу личинок Hermetia illucens на отходах органического происхождения и осуществляют их ферментацию. В качестве отходов органического происхождения используют измельченные целлюлозосодержащие отходы влажностью 50-70%, а ферментацию отходов осуществляют комплексом микроорганизмов, культивированным из кишечной микрофлоры личинок жука-дровосека одновременно с выращиванием биомассы личинок. При этом указанный комплекс микроорганизмов вносят в виде суспензии со значением КОЕ не ниже 107 в количестве 3-5% от массы отходов в начале периода выращивания и повторно не менее двух раз в течение периода выращивания. По истечении 7-15 суток с начала выращивания личинки отделяют, высушивают и измельчают. Изобретение позволяет повысить эффективность биоконверсии целлюлозосодержащих нестерилизуемых отходов в биомассу личинок Hermetia illucens, богатых белком и липидами. 2 пр.

Формула изобретения RU 2 673 749 C1

Способ получения кормового белково-липидного концентрата из отходов органического происхождения, заключающийся в том, что выращивают биомассу личинок Hermetia illucens на отходах органического происхождения и осуществляют их ферментацию, отличающийся тем, что в качестве отходов органического происхождения используют измельченные целлюлозосодержащие отходы влажностью 50-70%, а ферментацию отходов осуществляют комплексом микроорганизмов, культивированным из кишечной микрофлоры личинок жука-дровосека одновременно с выращиванием биомассы личинок, при этом указанный комплекс микроорганизмов вносят в виде суспензии со значением КОЕ не ниже 107 в количестве 3-5% от массы отходов в начале периода выращивания и повторно не менее двух раз в течение периода выращивания, по истечении 7-15 суток с начала выращивания личинки отделяют, высушивают и измельчают.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2673749C1

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БИОЛОГИЧЕСКИХ ОТХОДОВ С ПОЛУЧЕНИЕМ БЕЛКОВОГО КОРМА И БИОУДОБРЕНИЯ 2016
  • Истомин Игорь Иванович
  • Истомин Алексей Игоревич
  • Истомин Александр Игоревич
  • Дедяева Виктория Васильевна
RU2644343C2
БЕЛКОВО-ЛИПИДНЫЙ КОРМОВОЙ ПРОДУКТ 2008
  • Илларионова Вера Владимировна
  • Шаззо Айдомир Юсуфович
  • Корнена Елена Павловна
  • Андросюк Виктория Романовна
  • Шаззо Асхад Асланович
  • Шаззо Адам Асланович
RU2370096C1
Э
Э
ЗИГАНШИНА, В
Ш
МОХАММЕД, Н
В
ШУЛАЕВ, А
В
БЕСПЯТЫХ, А
М
ЗИГАНШИН Особенности бактериального сообщества кишечника личинок жуков-ксилофагов (Cerambycidae)
Вестник технологического университета
Автомобиль-сани, движущиеся на полозьях посредством устанавливающихся по высоте колес с шинами 1924
  • Ф.А. Клейн
SU2017A1
Прибор для промывания газов 1922
  • Блаженнов И.В.
SU20A1
CN 104844288 A, 19.08.2015.

RU 2 673 749 C1

Авторы

Бабаев Наум Александрович

Соколов Иван Викторович

Ильин Дмитрий Юрьевич

Бастраков Александр Иванович

Даты

2018-11-29Публикация

2018-03-27Подача