Способ получения сухой биомассы из отходов шелководства для получения кормовой добавки Российский патент 2023 года по МПК A23K10/20 A23K20/00 

Изобретение относится к области ветеринарии и кормопроизводству, в частности к способу получения кормовой добавки, представляющей собой сухую биомассу тутового шелкопряда Bombyx mori L. и предназначенной для обогащения корма сельскохозяйственных животных биологически активными веществами.

Известно, что тутовый шелкопряд Bombyx mori L. может использоваться в качестве кормового белка. Из куколок тутового шелкопряда получают муку, которая содержит белка 40-60% и жира 25-35%. Муку из высушенных куколок тутового шелкопряда используют как кормовую добавку для крупного рогатого скота (КРС), овец, свиней, птиц и рыб (Silkworm pupae meal as alternative source of protein in fish feed/ P. KarthickRaja, S. Aanand, J. S. Sampathkumar et al. // Journal of entomology and zoology studies - 2019 - No. 7(4) - P. 78-85; Utilization of silkworm pupae meal as an alternative source of protein in the diet of livestock and poultry: A review / I.U. Sheikh, M.T. Banday, LA. Baba et al. // Journal of entomology and zoology studies - 2018. - No 6(4) - P. 1010-1016).

Многочисленные исследования, проведенные в разных странах на ряде сельскохозяйственных животных, доказывают обоснованность и возможность применения в рационах сельскохозяйственных животных кормовых добавок из насекомых, богатых белоксодержащими соединениями (Антонов A.M. Использование личинок мухи черная львинка Hermetia illucens, в роли кормовой добавки для крупнорогатого скота / A.M. Антонов, Н.О. Пастухова // Биотехнология: состояние и перспективы развития: мат-лы IX Междунар. конгресса. - М.: Изд-во ООО «РЭД ГРУПП», 2017. - С. 64-66; Влияние скармливания муки из мухи черная львинка на физиологический статус свиней / Р.В. Некрасов, Л.А. Пашкова, М.Г. Чабаев и др. // Зоотехния. - 2017. - №7. -С. 18-21; Никитина Е.Н. Экономическая эффективность применения альтернативного кормового белка из личинок Musca domestica в птицеводстве / Е.Н. Никитина // Аграрная наука в XXI веке: проблемы и перспективы: сб. ст.по мат-лам Всеросс.науч.-практ.конф. - Саратов: Изд-во ООО «ЦеСАин», 2019. - С. 275-278; Astuti D. A. Feed and animal nutrition: insect as animal feed / D.A. Astuti, K. Kokom // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. - 2020. - Vol. 465; The Potential Role of Insects as Feed: A Multi-Perspective Review / G. Sogari, M. Amato, I. Biasato et al. // Animals - 2019. - No. 9(4)-P. 119).

Известен аналог способа приготовления кормовой добавки из личинок комнатной мухи (Musca domestied), состоящий из следующих стадий технологического процесса производства кормовой добавки:

• выращивание личинок мух на органических отходах;

• отделение их от переработанных органических отходов;

• измельчение и термическая обработка (Патент SU 1517904 А1, 30.10.1989).

Особенностью кормовой добавки является следующие: массу личинок мух с остаточном слое навоза измельчают до пастообразного состояния; затаривают в емкости и подвергают процессу стерилизации при трех температурных режимах:

1) при температуре 30-100 С в течение 5 мин.;

2) затем последующие 15 мин при температуре 100-120°С;

3) следующие 35 мин. при 120-150°С, с последующим процессом охлаждения.

Полученная кормовая добавка содержит 50-60% белка и 25-30% жира.

Недостатками данного способа является его многостадийность;

- высокая трудоемкость;

- потребность в специальном оборудовании.

Кроме того, под воздействием высоких температур происходит денатурация белка и разрушение полезных биологически активных веществ, что приводит к снижению пищевой (или питательной) и биологической ценности.

Высокое содержание жира в кормовой добавке способствует быстрому прогорканию и быстрой порче кормовой добавки сокращая ее срок хранения.

Известен аналог другого близкий по предлагаемому по сырьевому компоненту способа получения кормовой добавки из куколок тутового шелкопряда (Патент RU 2053681 С1, 10.02.1996).

Особенностью данного способа получения кормовой добавки является обработка сухих куколок тутового шелкопряда 3-5%-ным раствором минеральной кислоты при температуре 60-130°С в течении 60-120 мин, затем массу охлаждают, рН доводят до 4-4,5, раскладывают на протвини и высушивают в сушильном шкафу с остаточной влажностью не более 10%. После высушивания получают рассыпчатую массу коричневого цвета.

Недостатком этого способа является трудоемкость, связанная с необходимостью проведения химических реакций, а также использование химических реагентов, которые разрушают белок и биологически активные вещества, загрязняя контаминирующими соединениями полученный порошкообразный композит. Низкое содержание протеина 38-41%.

За прототип нами взят способ переработки биологических отходов с получением белкового корма и биоудобрения, отличающийся тем, что с целью получения кормовой добавки используют личинки зеленой мясной мухи {Lucilia Caesar), которых высушивают в инфракрасном сушильном устройстве при температуре не выше 70°С до влажности не более 10% при автоматическом регулировании влажности и температуры (Патент RU 2644343 С2, 02.02.2018).

Недостатком прототипа является высокое содержание жиров и влажности до 10%, что способствует прогорканию и порче белкового корма, сокращая срок ее хранения.

Целью настоящего изобретения является разработка способа получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных на основе биомассы из отходов шелководства, с содержанием протеина 60-71%, липидов 15,4-17,3% и влажностью не более 5%.

Сущность изобретения заключается в упрощении способа получения кормовой добавки и использовании отходов шелководства - некондиционных гусениц тутового шелкопряда (ресурсосберегающая технология) накапливающиеся в процессе племенных и промышленных выкормок тутового шелкопряда и составляющая 30-50% от общей биомассы выкармливаемых гусениц.

Технический результат от решения поставленной задачи достигается за счет использования ресурсосберегающей технологии, т.е. сбора отбракованных, некондиционных гусениц, накапливающихся в процессе выкормки тутового шелкопряда и дальнейшая их обработка 3-мя способами сушки с определением основного компонента белка.

Краткое описание чертежей На Фиг. 1 показан внешний вид гусениц и муки (порошка) после конвективной сушки.

На Фиг. 2 показан внешний вид гусениц и муки (порошка) после инфракрасной сушки

На Фиг. 3 показан внешний вид гусениц и муки (порошка) после сублимационной сушки

На Фиг. 4 показана схема технологического процесса получения сухой биомассы тутового шелкопряда

1. Способ получения кормовой добавки из отходов шелководства отличается тем, что с целью получения сухой измельченной биомассы из гусениц тутового шелкопряда проводят сушку в конвективной камере в течении 12-14 часов при l 60-70V с доведением влажности 4-5%. Гусеницы после сушки представляют собой смятые стволы. Высушенную биомассу измельчают на вертикальном ножевом измельчителе до размера частиц 0,5-1 мм. Порошок но внешнему виду темно-коричневого цвета с специфическим запахом (Фиг. 1, Фиг. 4).

По химическому составу полученная кормовая добавка характеризуется следующим составом: протеина 60%, липидов 15,9%, клетчатки 3,6%, золы 4,7%, кальция (Са) 0,52%, фосфора (Р) 0,55%.

2. Способ получения кормовой добавки из отходов шелководства отличается тем, что с целью получения сухой измельченной биомассы из гусениц тутового шелкопряда проводят сушку при помощи инфракрасного излучения в течении 5-6 часов при t=60-70°C с доведением влажности 4-5%. Гусеницы после сушки представляют собой смятые стволы. Высушенную биомассу измельчают на вертикальном ножевом измельчителе до размера частиц 0,5-1 мм. Порошок по внешнему виду оранжево-коричневого цвета с специфическим запахом (Фиг. 2, Фиг. 4).

Полученная кормовая добавка характеризуется следующим составом: протеина 65,5%, липидов 15,4%, клетчатки 3,5%, золы 4,3%, кальция (Са) 1,06%, фосфора (Р) 0,69%.

3. Способ получения кормовой добавки из отходов шелководства отличающийся тем, что с целью получения сухой измельченной биомассы из гусениц тутового шелкопряда проводят сушку в сублимационной камере в течении 24 часов при t -40°С с доведением влажности 2-3%. Первоначальная форма гусениц после сушки остается без изменений. Высушенную биомассу измельчают на вертикальном ножевом измельчителе в порошок до размера частиц 0,5-1 мм. Порошок по внешнему виду кремового цвета с специфическим запахом (Фиг. 3, Фиг. 4).

Состав кормовой добавки после сушки и измельчения составил протеина 71%, липидов 17,3%, клетчатки 2,5%, сырая золы 4,0%, кальция (Са) 0,93%, фосфора (Р) 0,45%.

Определение аминокислотного состава кормовой добавки из биомассы тутового шелкопряда проводили с помощью аминокислотного анализатора модели ААЛ-400 фирмы INGOS s.r.o. (Чехия), который работает по принципу жидкостной ионообменной хроматографии с последующим образованием цветных комплексов в результате реакции исходных продуктов с нингидрином.

Сравнительный аминокислотный состав кормовой добавки из биомассы тутового шелкопряда в зависимости от способа сушки представлен в таблице 1.

Использование указанных выше 3 трех способов позволяет получить кормовую добавку из биомассы тутового шелкопряда с высоким содержанием протеина от 60% до 71%, влажностью не более 5%, что обеспечивает более длительный срок хранения. По аминокислотному составу кормовая добавка характеризуется высоким содержанием аспаргировой кислоты 4,85-5,71%, серина 5,48-7,05%, глютаминовой кислотой 5,40-5,89%, глицина 9,51-11,35, алан и на 7,36-10,86%, а из незаменимых аминокислот - лизин 2,48-2,91%, лейцин 2,37-2,67%, валин 2,58-3,01%, треонин 2,07-2,39%.

Из предложенных способов получения кормовой добавки, следует признать целесообразность применения 3-ого способа, который имеет следующие преимущества: высокая сохранность питательных веществ, наименьшее содержание влаги в получаемой кормовой добавке от 2 до 3% по сравнению с конвективной и инфракрасной сушкой, за счет уменьшения количества свободной воды погибает большая часть патогенной микрофлоры, тем самым продлевается срок хранения продукта (Фролов Д.И. Современные технологии консервации овощей / Д.И. Фролов // Инновационная техника и технология. - 2019. - №1(18). - С. 14-18.), о чем свидетельствуют результаты лабораторной экспертизы по микробиологическим показателям сухой биомассы тутового шелкопряда после различных видов сушки (табл. 2).

Из анализа данных таблица 2 следует, что показатели бактериальной обсемененности в кормовой добавке имеют низкое значение, за счет соединений фибриона и серицина, выделяемых шелкоотделительной железой гусениц, обладающих антимикробным действием к патогенным микроорганизмам (Silkworm Sericin: Properties and Biomedical Applications / R.I. Kunz, R. M. Brancalhao, L. D. Ribeiro et al. // BioMed Research International - 2016.- No. 2-P. 1-19).

Полученная кормовая добавка может быть использована для обогащения и корректировки скудных рационов сельскохозяйственных животных, а также для замены дорогостоящих белковых компонентов, таких как соевая, мясокостная, рыбная мука.

Изобретение относится к области ветеринарии и кормопроизводству. Cпособ получения сухой биомассы из отходов шелководства для кормового производства предусматривает сбор отбракованных, некондиционных гусениц тутового шелкопряда, их высушивание в сублимационной камере в течение 24 часов при температуре -40°С с доведением влажности до 2-3% и измельчение сухой биомассы на вертикальном ножевом измельчителе до фракции с размером частиц не более 0,5-1 мм. Изобретение позволяет с использованием ресурсосберегающего способа получать кормовую добавку с высоким содержанием питательных веществ с целью повышения продуктивности сельскохозяйственных животных путем обогащения и корректировки скудных рационов, а также для замены дорогостоящих белковых компонентов. 4 ил., 2 табл.

Cпособ получения сухой биомассы из отходов шелководства для кормового производства, предусматривающий сбор отбракованных, некондиционных гусениц тутового шелкопряда, их высушивание в сублимационной камере в течение 24 часов при температуре -40°С с доведением влажности до 2-3% и измельчение сухой биомассы на вертикальном ножевом измельчителе до фракции с размером частиц не более 0,5-1 мм.