Способ получения кормовой добавки для крупного рогатого скота на основе лузги подсолнечника Российский патент 2022 года по МПК A23K10/30 

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для получения кормового продукта из отходов маслоэкстракционного производства подсолнечниковой лузги для жвачных животных. Предлагаемый способ заключается в измельчении подсолнечниковой лузги до 1 мм и ультразвуковой обработке (27 кГц) в гидромодуле при 20°С, в течении 15 минут, с последующим смешиванием с ультрадисперсными частицами (УДЧ) цинка (Zn).

Согласно литературным источникам (Gupta and Das, 2000) шелуха подсолнечника обычно составляет 20-30 % от общей массы семян подсолнечника, в зависимости от сорта [1]. Промышленное производство растительного масла приводит к образованию большого количества отходов в течение всего производственного процесса, включая шелуху семена, используемые в качестве сырья [2]. Чаще всего высушенная шелуха остается неиспользованной, хотя она представляет собой пригодную для использования сельскохозяйственную биомассу. Во многих европейских странах сельскохозяйственные отходы представляют собой важный энергетический потенциал (около 250 миллионов тонн в год) для развития биоэнергетической промышленности [3]. Биомасса, получаемая в результате сельскохозяйственного производства, является очень приемлемым топливом с точки зрения воздействия на окружающую среду, особенно потому, что она уменьшает выброс в атмосферу парниковых газов [4, 5]. Он является основным источником энергии для более чем половины населения мира и обеспечивает около 1,25 миллиарда тонн энергии, или покрывает около 14 % мировой годовой энергии потребление [6, 7, 8]. Из-за низкого содержания влаги лузга может храниться в течение длительного времени без существенного ухудшения его качества и питательной ценности, однако в России использование данного продукта находится на низком уровне.

Лузга подсолнечника является неопасным отходом и относится к 4 классу опасности. Однако объемы образующихся отходов обусловливают необходимость разработки способов переработки лузги. Большая часть лузги утилизируется на полигонах, что требует дополнительных финансовых затрат, иногда лузгу утилизируют сжиганием, что экономически невыгодно. Другим, более целесообразным направлением использования лузги подсолнечника является ее применение в качестве компонента кормов в сельском хозяйстве [9].

Известен способ получения корма для животных на основе лузги подсолнечника (RU (11) 2 667 784). Способ характеризуется тем, что лузгу подсолнечника измельчают до 1 мм и направляют в фильтровальный агрегат технологического процесса получения масла подсолнечного для получения фильтровальной массы нормативной степени насыщенности, затем массу извлекают из фильтра и загружают в реактор активации для деструкции строения лузги подсолнечника до степени легкоусваиваемой клечатки для животных. Полученную массу смешивают со шротом подсолнечника и белково-витаминно-минеральной добавкой и формуют вакуумированием с получением готовой продукции [10].

Предложен способ утилизации лузги подсолнечной с получением сорбента (RU (11) 2 252 819). В предложенном способе лузгу подсолнечную промывают водой до неокрашенной промывной воды, сушат сначала при температуре 60-65°С, затем при 100-105°С до постоянной массы, измельчают, рассевают, отбирают фракцию 0,5-3 мм. Способ позволяет получить сорбент с показателями качества и возможность использования его для очистки водных растворов от тяжелых металлов и органических красителей [11].

Известен способ получения кормового продукта из твердых отходов маслобойного производства (подсолнечниковой лузги) для жвачных животных (RU (11) 2 120 765). Предлагаемый способ утилизации заключается в термообработке лузги с добавлением аммиака в количестве 1-2 % от массы лузги при 65-75°C в течение 18-20 ч. Кормовой продукт, полученный предлагаемым способом, содержит жира до 13 %, протеина до 20 %, питательность составляет 0,41-0,55 кормовых единиц в одном килограмме [12].

Сущность предлагаемого нами способа – приготовление кормового продукта из отходов маслоэкстракционного производства подсолнечниковой лузги с добавлением УДЧ Zn для жвачных животных с целью повышения переваримости питательных компонентов рациона, улучшения обменных процессов в рубце и снижения образования метана.

Поставленная задача достигается тем, что в образец корма, представленный измельченной лузгой подсолнечника (механическое измельчение + гидромодуль (вода) + ультразвуковая обработка (УЗО) при 20°С, 15 минут, 27 кГц) вводят УДЧ Zn в дозировке 1,5; 3,0; 6,0 мг, в качестве контроля – подсолнечная лузга, подвергнутая механическому измельчению без обработки (таблица 1).

Для изучения использовали УДЧ частицы цинка (Zn – размер 90 нм, удельная поверхность 5,34 S_уд,м²/г, полученные методом электрического взрыва проводника в атмосфере аргона), содержали 90 % Zn (ООО «Платина», г. Москва). Перед включением в рацион наночастицы диспергировали в физиологическом растворе с помощью ультразвукового диспергатора УЗДН-2 («НПП Академприбор», Россия) (35 кГц, 300 Вт, 10 мкА, 30 мин).

Объектом исследования является рубцовое содержимое, полученное от бычков казахской белоголовой породы с хронической фистулой рубца, средней массой 220-225 кг, в возрасте 9-10 месяцев.

Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями российских нормативных актов (1987 г.; Приказ Минздрава СССР № 755 от 12.08 1977 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных») и «Guide for the Carre and Use of Laboratjry Animals» (National Academy Press, Washington, D.C., 1996). При проведении исследований были предприняты меры, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества исследованных опытных образцов.

Исследования переваримости сухого вещества (СВ) производили методом in vitro по специализированной методике. В качестве дисперсионной среды была выбрана дистиллированная вода.

У фистульных животных через 3 часа после кормления брали пробы рубцового содержимого, которые фильтровали через 4 слоя марли и вносили в камеру инкубатора «ANKOM Daisy II» (модификации D200 и D200I), предварительно в камеру помещали образцы с исследуемыми кормами (мешочки), после чего замещали воздух углекислотной средой и выдерживали при температуре +39 °С в течение 48 часов. По окончанию инкубации образцы промывались и высушивались при температуре +60 °С до константного веса.

Коэффициент переваримости сухого вещества in vitro вычисляли как разницу масс образца корма с мешочком до и после инкубации по следующей формуле:

К = (А - В) / С ×100 %,

где: К – коэффициент переваримости сухого вещества корма (%);

А – исходная масса 1 (образец корма с мешочком) (мг);

В – масса после инкубации (образец корма с мешочком) (мг);

С – исходная масса 2 (образец корма без массы мешочка) (мг).

После инкубирования производили отбор проб воздуха для определения уровня метана на приборе «Кристаллюкс-2000М» методом газовой хроматографии.

Лабораторные исследования проводили в Испытательном центре ЦКП ФНЦ БСТ РАН: уровень летучих жирных кислот (ЛЖК) в содержимом рубца определяли методом газовой хроматографии на хроматографе газовом «Кристаллюкс-4000М», определение форм азота по ГОСТ 26180-84.

Численные данные были обработаны с помощью программы SPSS «Statistics 20» («IBM», США), рассчитывали средние (М), среднеквадратичные отклонения (±σ), ошибки стандартного отклонения (±SE). Для сравнения вариантов использовали непараметрический метод анализа. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05.

Анализ данных показал, что физическая обработка подсолнечной лузги на ряду с механической способствовала лучшей переваримости СВ на 47,3 % (р≤0,05). Дополнительное включение УДЧ цинка в образец корма 2 при инкубировании в «искусственном рубце» еще больше улучшало переваримость СВ в образце 3 на 6,7 %, в 4 и 5 образце на 7,8 % относительно переваримости во 2 образце. Относительно контрольного образца переваримость СВ в 3 образце была выше на 50,8 %, а в 4 и 5 на 51,6 % (р≤0,05) (таблица 2).

Летучие жирные кислоты несут в себе значительный запас энергии, всасываются в кровь и используются организмом животных для синтеза органических соединений, как основной энергетический материал [13]. Потребление животными кормов, богатых клетчаткой, способствует активизации рубцовой микрофлоры для ее расщепления, в связи с этим метаболизм в рубце идет более интенсивно, что сопровождается образованием ЛЖК. Отметим, что наибольший уровень ЛЖК был обнаружен в образце 4, при этом количество ЛЖК было выше чем в контрольном образце на 92,9 %, чуть ниже чем в 4 образце уровень ЛЖК был в 5 и 3 образцах (таблица 3). Высокое содержание в образцах 3, 4, 5 уксусной кислоты свидетельствует о повышении количества и активности рубцовой микрофлоры, участвующей в сбраживании клетчатки, что объясняет повышение переваримости СВ в данных образцах.

Концентрация общего азота в опытных образцах была ниже относительно контроля: во 2 образце на 25,5 %, в 3 обр. на 23,4 %, в 4 образце на 14,9 % и в 5 обр. на 55,3 % (рисунок 1). Такая же тенденция к снижению в опытных образцах была отмечена и в отношении белкового и небелкового азота относительно контрольного образца. Между концентрацией общего и белкового азота выявлена прямая взаимосвязь. Снижение белкового азота в рубцовой жидкости связано с активным поглощением растворимого азота микрофлорой рубца. Наименьшее содержание небелкового азота в рубцовой жидкости отмечали в 3 образце, а также 4 и 5 образцах, что свидетельствует о высокой интенсивности процессов протеолиза и дезаминирования в рубце при дополнительном включении УДЧ цинка.

Концентрация мочевинного азота относительно контроля повышалась во 2, 3, 4 и 5 образцах, а аммиачного в 3, 4 и 5 образцах на 33,3 %. При этом следует отметить, что в 4 образце относительно других опытных образцов уровень различных форм азота в рубцовой жидкости был выше.

При дополнительном включении УДЧ цинка зафиксировано снижение уровня метана. Так в опытных образцах относительно контроля уровень СН₄ снизился во 2 образце на 67,5 %, в 3 на 69,7 %, в 4 на 70,6 %, в 5 на 69,2 % (р≤0,05).

Таким образом, включение УДЧ цинка при скармливании лузги подсолнечника, подвергнутого обработке (механическое измельчение + гидромодуль (вода) + УЗО при 20 С, 15 минут, 27 кГц), способствует увеличению переваримости СВ рациона, повышению уровня ЛЖК и снижению уровня парниковых газов - метана. Наилучший эффект изучаемых показателей отмечался в образце, с содержанием УДЧ Zn в дозировке 3,0 мг, поэтому использование данного кормового продукта при выращивании молодняка крупного рогатого скота является действенным способом повышения переваримости питательных компонентов корма, снижения выбросов СН₄ и позволит прогнозировать увеличение продуктивности.

Источники информации:

1. Gupta, R. K., Das, S. K. (2000) Fracture resistance of sunflower seed and kernel to compressive. Journal of Food Engineering, 46 (1), 1-8. Doi: 10.1016/S0260-8774(00)00061-3.

2. Quaranta, N., Unsen, M., López, H., Giansiracusa, C., Roether, J. A., Boccaccini, A. R. (2011) Ash from sunflower husk as raw material for ceramic products. Ceramics International, 37 (1), 377-385. Doi: 10.1016/j.ceramint.2010.09.015.

3. Voća, N., Bilandžija, N., Jurišić, V., Matin, A., Krička, T., Sedak, I. (2016) Proximate, ultimate and energy values analysis of plum biomass by-products case study: Croatia's potential. Journal of Agricultural Science and Technology, 18 (6), 1655-1666.

4. Miller, G. T. (1992) Living in the environment. 7th ed. Belmont: Wadsworth Publishing Company.

5. Kiš, D., Sučić, B., Šumanovac, L., Antunović, M. (2013) Energetska i fertilizacijska vrijednost žetvenih ostataka soje. Poljoprivreda, 19 (1), 48-52. (in Croatian)

6. Purohit, P., Tripathi, A. K., Kandpal, T. C. (2006) Energetics of coal substitution by briquettes of agricultural residues. Energy, 31, 1321-1331. Doi: 10.1016/j.energy.2005.06.004.

7. Zeng X., Ma Y., Ma L. (2007) Utilization of straw in biomass energy in China. Renewable & Sustainable Energy Reviews, 11(5), 976-987. Doi: 10.1016/j.rser.2005.10.003.

8. Bilanzdija, N., Voca, N., Kricka, T., Matin, A., Jurisic, V. (2012) Energy potential of fruit tree pruned biomass in Croatia. Spanish Journal of Agricultural Research, 10 (2) : 292, doi: 10.5424/sjar/2012102-126-11.

9. Картушина Ю.Н. Перспективы использования отходов маслоэкстракционного производства (лузги подсолнечника) с целью получения меланинов / Ю.Н. Картушина Ю.Н., Грачева Н.В., Данилова М.А. // Всероссийская научно-практическая конференция молодых ученых, аспирантов и студентов «Экология и безопасность в техносфере: современные проблемы и пути решения». Юрга: ВГТУ. 2014. – С. 90-93.

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для получения кормового продукта из лузги подсолнечника для крупного рогатого скота. Способ получения кормовой добавки характеризуется тем, что лузгу подвергают механическому измельчению до 1 мм и ультразвуковой обработке 27 кГц в гидромодуле при 20°С в течение 15 мин с последующим смешиванием с ультрадисперсными частицами цинка. Использование изобретения позволит повысить переваримость животными лузги подсолнечника. 3 табл.

Способ получения кормовой добавки для крупного рогатого скота на основе лузги подсолнечника, характеризующийся тем, что лузгу подсолнечника подвергают механическому измельчению до 1 мм и ультразвуковой обработке 27 кГц в гидромодуле при t=20°С в течение 15 мин с последующим смешиванием с ультрадисперсными частицами цинка.