СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ ДЛЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦ НА ОСНОВЕ РАСТИТЕЛЬНЫХ ЭКСТРАКТОВ Российский патент 2022 года по МПК A23K10/30 A23K50/00 

Изобретение относится к кормопроизводству, а именно к способу получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе сухих экстрактов лекарственных растений.

Все более широкое распространение в производстве пищевых и кормовых продуктов находит лекарственное растительное сырье, как источник биологически активных веществ. С целью роста производства сельскохозяйственной продукции, в частности продукции птицеводства и животноводства, а также для обеспечения продовольственной безопасности страны актуальным вопросом является разработка инновационных способов использования растительного сырья в технологиях получения высокопитательных комбикормов и кормовых добавок.

Из уровня техники известен ряд технических решений, направленных на получение кормовых добавок для сельскохозяйственных животных из растительного сырья.

Так, известен способ переработки грубого растительного сырья на корм (патент РФ 2292158, опубл. 27.01.2007), сущность которого заключается в том, что измельченное до размера частиц 1-17 мм исходное сырье смешивают с 0,3-0,4%-ным водным раствором соляной кислоты при температуре 60-80°С и массовом соотношении растительное сырье:жидкость (1-1,5):(10-15). Эту густую водно-кислотную суспензию подают в устройство для переработки, где сырье подвергают гидролизу острым паром при температуре 120-150°С и рабочем давлении 0,2-0,5 МПа. Для интенсификации процесса переработки сырье подвергают дополнительному импульсному воздействию острого пара с частотой 1-6 импульсов в минуту, что вызывает кратковременное превышение давления над рабочим на 0,03-0,05 МПа. Процесс переработки сырья проводят в течение 1-3 ч, затем разделяют на жидкую и твердую фазы. Жидкая фаза содержит до 45% Сахаров в пересчете на сухое вещество. Твердая фаза с содержанием сахаров 3-4% от сухого остатка отправляется на корм крупного рогатого скота либо высушивается для последующего скармливания, твердую фазу можно также силосовать. Способ обеспечивает глубокую переработку сырья с высоким содержанием легкоусвояемых компонентов, например сахаров.

К основным недостаткам известного способа относятся: необходимость быстрого скармливания кормовой добавки, так как в ходе процесса переработки образуется 2 фазы - жидкая и твердая, а срок применения жидких компонентов существенно ограничен из-за размножения микрофлоры; высокие температуры и их продолжительное воздействие снижают экономическую эффективность процесса переработки отходов.

Авторами патента РФ №№2262242, опубл. 20.10.2005, предложен способ получения гидролизата из шелухи риса и других злаков, в котором для получения кормовых сухих порошкообразных продуктов используется гидролиз растительного сырья - рисовой шелухи. Поскольку рисовая шелуха, в основном, состоит из целлюлозы и гемицеллюлозы, причем целлюлоза гидролизуется кислотами, а гемицеллюлоза - щелочами, то используются и кислотный, и щелочной гидролиз. Таким образом, данный способ получения гидролизата из растительного сырья - шелухи риса - включает гидролиз растительного сырья кислотой с последующей нейтрализацией гидроксидом натрия, очистку и сушку полученного гидролизата. В качестве кислоты используют соляную кислоту. После нейтрализации гидроксидом натрия проводят гомогенизацию полученного полупродукта, затем проводят гидролиз гидроксидом натрия с концентрацией 2÷10% при температуре 100÷120°С в течение 2÷6 ч и нейтрализацию соляной кислотой при объемных соотношениях сырья к химическим реагентам (1:4)÷(1:6), после чего осуществляют сушку полученного гидролизата.

Недостатками способа являются сложность и многостадийность (кислотный гидролиз, нейтрализация, гомогенизация, щелочной гидролиз, нейтрализация, сушка).

Известен способ получения кормовой добавки из отрубей (патент РФ №, 2266682 опубл. 27.12.2005), включающий предварительную обработку отрубей кислой фракцией электроактивированной воды в течение 1,5-2,0 ч при соотношении на 1 т сырья 10-20 л воды и перемешивание отрубей с раствором, содержащим каустическую соду, известковое тесто и воду, при следующих соотношениях компонентов, мас. %: отруби 95-96; каустическая сода 0,2-0,3; известковое тесто 0,6-0,8; вода - остальное, при этом состав перемешивают в течение 20-30 мин, далее выдерживают 24-36 ч и смешивают с питательной добавкой, содержащей глауберову соль и трикальцийфосфат, в следующих соотношениях компонентов, мас. %: глауберова соль 0,2-0,3; трикальций фосфат 0,5-0,7; вода - остальное, далее вносят пробиотическую культуру микроорганизмов в концентрации 0,18-0,22% и гранулируют.

Недостатком данного способа является использование дорогостоящего источника - отрубей. Кроме того, получаемая добавка отличается скудным углеводным составом, это обуславливается тем, что в ее состав входят грубые компоненты, которые не утилизируется микроорганизмами, что также влияет на питательность продукта.

Наиболее близким к предложенному способу является способ переработки отходов животного и растительного происхождения (патент РФ №2215427, опубл. 10.11.2003). Способ включает дозирование компонентов, их измельчение, перемешивание, экструдирование и охлаждение. После экструдирования осуществляют быстрый принудительный пневмоотвод пара и воздуха из экструдата. При влажности исходной смеси выше 30% проводят повторное экструдирование с быстрым принудительным пневмоотводом пара и воздуха из экструдата. Содержание отходов животного происхождения в исходной смеси составляет 10-80%. Даже при значительной влажности исходных продуктов обеспечивается получение продукта, пригодного для длительного хранения. Исключена необходимость в использовании специальных сушилок. Нет необходимости в использовании разнородных источников энергии.

Недостатком данного способа является широкий диапазон процентного содержания отходов животного происхождения в исходной смеси - 10-80%. Необходимость повторного экструдирования также увеличивает энергозатраты.

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение ассортимента кормовых добавок, имеющих высокую биологическую ценность, для сельскохозяйственных животных и птиц.

Технический результат, достигаемый при реализации разработанного способа, состоит в получении кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе сухих экстрактов растений, характеризующейся высоким содержанием биологически активных веществ, в частности оксикоричных кислот.

Для достижения указанного технического результата предложено использовать разработанный способ. Согласно разработанному способу получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе растительных экстрактов, проводят измельчение сухих листьев крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной с последующей, по меньшей мере, двухстадийной экстракцией в режиме вакуумной кавитации 70%-ным водно-этанольным раствором при модуле экстракции 1 кг ÷ 7 л в течение 50 мин, фильтрование, концентрирование и объединение экстрактов, после чего концентрированный экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5%.

В некоторых вариантах реализации разработанного способа стадии экстракции ведут при температуре 40°С и давлении (-0,89) кгс/см².

В других вариантах реализации разработанного способа стадии экстракции ведут при температуре 35°С и давлении (-0,92) кгс/см².

Возможен вариант реализации способа, при котором первые две стадии экстракции ведут при температуре 45°С и давлении (-0,85) кгс/см², затем осуществляют третью стадию экстракции отфильтрованной на осмотической установке водопроводной водой при модуле экстракции 1 кг ÷ 4 л, температуре 50°С, давлении (-0,8) кгс/см² в течение 20 мин.

Разработанный способ реализуют следующим образом.

Сухие листья крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной предварительно измельчают, проводят двухстадийную экстракцию в режиме вакуумной кавитации, применяя в качестве экстрагента 70%-ный водно-этанольный раствор, при температуре экстрагента 35-45°С и модуле экстракции 1 кг ÷ 7 л в течение 50 мин, третью стадию экстракции проводят отфильтрованной на осмотической установке водопроводной водой с модулем экстракции 1 кг ÷ 4 л в течение 20 мин, экстракты фильтруют, объединяют и концентрируют, концентрат высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (сравнение полученной кормовой добавки для обоснования достижения указанного технического результата будет проведено с кормовой добавкой, полученной согласно патенту RU 2215427).

Пример 1

Исходное сухое растительное сырье (листья крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной) с влажностью не более 12% загружают в вакуумный экстрактор в количестве 10 кг. Сырье заливают водно-этанольным раствором 70% (об.) в количестве 60 л. Устанавливают температуру кипения смеси 40°С иосуществляют экстракцию в течение 20 мин при давлении (-0,89) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают, оставшееся сырье в экстракторе повторно заливают водно-этанольным раствором 70% (об.) в количестве 50 л. Устанавливают температуру кипения смеси 40°С и осуществляют экстракцию в течение 30 мин при давлении (-0,89) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают и объединяют с жидким экстрактом после первой экстракции. Объединенные экстракты загружают в вакуумный испаритель, жидкую водно-этанольную фракцию возгоняют до содержания сухих веществ 25-30%. Концентрат направляют для сушки в вакуумную инфракрасную камеру до конечной влажности продукта не более 5%. Массовая доля оксикоричных кислот (суммарное количество) в пересчете на хлорогеновую кислоту в полученном продукте составляет 2,35%.

Результаты определения экстрактивности материала, расхода водно-этанольной смеси, массовой доли оксикоричных кислот и процента извлечения целевых веществ в полученном продукте в сравнении с кормовой добавкой, полученной согласно патенту RU 2215427, представлены в таблице 1.

Пример 2

Исходное сухое растительное сырье (листья крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной) с влажностью не более 12% загружают в вакуумный экстрактор в количестве 5 кг. Сырье заливают водно-этанольным раствором 70% (об.) в количестве 60 л. Устанавливают температуру кипения смеси 35°С и осуществляют экстракцию в течение 20 мин при давлении (-0,92) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают, оставшееся сырье в экстракторе повторно заливают водно-этанольным раствором 70% (об.) в количестве 50 л. Устанавливают температуру кипения смеси 35°С и осуществляют экстракцию в течение 30 мин при давлении (-0,92) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают и объединяют с жидким экстрактом после первой экстракции. Объединенные экстракты загружают в вакуумный испаритель, жидкую водно-этанольную фракцию возгоняют до содержания сухих веществ 25-30%. Концентрат направляют для сушки в вакуумную инфракрасную камеру до конечной влажности продукта не более 5%. Массовая доля оксикоричных кислот (суммарное количество) в пересчете на хлорогеновую кислоту в полученном продукте составляет 2,44%.

Результаты определения экстрактивности материала, расхода водно-этанольной смеси, массовой доли оксикоричных кислот и процента извлечения целевых веществ в полученном продукте в сравнении с кормовой добавкой, полученной согласно патенту RU 2215427, представлены в таблице 1.

Пример 3

Исходное сухое растительное сырье (листья крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной) с влажностью не более 12% загружают в вакуумный экстрактор в количестве 10 кг. Сырье заливают водно-этанольным раствором 70% (об.) в количестве 50 л. Устанавливают температуру кипения смеси 45°С и осуществляют экстракцию в течение 25 мин при давлении (-0,85) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают, оставшееся сырье в экстракторе повторно заливают водно-этанольным раствором 70% (об.) в количестве 40 л. Устанавливают температуру кипения смеси 45°С и осуществляют экстракцию в течение 25 мин при давлении (-0,85) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают и объединяют с жидким экстрактом после первой экстракции. Оставшееся сырье в экстракторе повторно заливают отфильтрованной на осмотической установке водопроводной водой в количестве 50 л. Устанавливают температуру кипения смеси 50°С и осуществляют экстракцию в течение 20 мин при давлении (-0,8) кгс/см². Полученный экстракт отфильтровывают и объединяют с жидким экстрактом после водно-этанольных экстракций. Объединенные экстракты загружают в вакуумный испаритель, жидкую водно-этанольную фракцию возгоняют до содержания сухих веществ 25-30%. Концентрат направляют для сушки в вакуумную инфракрасную камеру до конечной влажности продукта не более 5%. Массовая доля оксикоричных кислот (суммарное количество) в пересчете на хлорогеновую кислоту в полученном продукте составляет 2,85%.

Результаты определения экстрактивности материала, расхода водно-этанольной смеси, массовой доли оксикоричных кислот и процента извлечения целевых веществе полученном продукте в сравнении с кормовой добавкой, полученной согласно патенту RU 2215427, представлены в таблице 1.

Из таблицы 1 следует, что кормовая добавка, полученная с использованием разработанного способа, характеризуется высоким процентом извлечения целевых веществ (70,07-94,83%) и высоким содержанием оксикоричных кислот (2,35-2,85%). Также следует отметить высокую экстрактивность материала (16,4-18,4%) и отсутствие необходимости использования дорогостоящих реактивов в качестве экстрагентов (используется водно-этанольный раствор).

Изобретение относится к кормопроизводству, а именно к способу получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе сухих экстрактов лекарственных растений. Способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе растительных экстрактов заключается в следующем. Сухие листья крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной предварительно измельчают, проводят двухстадийную экстракцию в режиме вакуумной кавитации, применяя в качестве экстрагента 70%-ный водно-этанольный раствор, при температуре экстрагента 35-45°С и модуле экстракции 1 кг ÷ 7 л в течение 50 мин, третью стадию экстракции проводят отфильтрованной на осмотической установке водопроводной водой при температуре 50°С с модулем экстракции 1 кг ÷ 4 л в течение 20 мин, экстракты фильтруют, объединяют и концентрируют, густой экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5%. Изобретение позволяет получить кормовую добавку с высоким содержанием оксикоричных кислот для сельскохозяйственных животных и птиц. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

1. Способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и птиц на основе растительных экстрактов, включающий стадии измельчения сухого растительного сырья, экстракции, фильтрования, концентрирования и сушки экстракта, отличающийся тем, что проводят измельчение сухих листьев крапивы двудомной, или чабреца ползучего, или эхинацеи пурпурной с последующей двухстадийной экстракцией в режиме вакуумной кавитации 70%-ным водно-этанольным раствором при модуле экстракции 1 кг ÷ 7 л в течение 50 мин; фильтрование, концентрирование и объединение экстрактов, после чего концентрированный экстракт высушивают в вакуумной контактно-инфракрасной камере до конечной влажности продукта не более 5%.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре 40°С и давлении (-0,89) кгс/см².

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ведут при температуре 35°С и давлении (-0,92) кгс/см².

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что первые две стадии экстракции ведут при температуре 45°С и давлении (-0,85) кгс/см², затем осуществляют третью стадию экстракции отфильтрованной на осмотической установке водопроводной водой при модуле экстракции 1 кг ÷ 4 л, температуре 50°С, давлении (-0,8) кгс/см² в течение 20 мин.