СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВОБОДНОГО ОТ ВОЛОКОН ЭКСТРАКТА ЗЕЛЕНОЙ МАССЫ Советский патент 1972 года по МПК A23K1/14 

Изобретение относится к способам получения экстракта зеленой массы.

Известны способы получения экстракта зеленой массы из растений, не достигших генеративной стадии, путем измельчения, прессования, отделения жидкости. Однако при получения экстракта зеленой массы известными способами значительно снижается ее биологическая ценность. Кроме того, готовый продукт содерл ит большое количество клетчатки.

С целью получения экстракта зеленой массы высокого качества и сохранения биологической ценности протеиновых кормов, зеленую массу, еш;е не достигшую генеративной стадии, размельчают, прессуют для отделения жидкости, увлажняют спрессованный продукт водой, повторно прессуют, добавляют антиоксидант к жидкости, коагулируют подлинно-протеиновую фракцию этой жидкости, отделяют коагулят от жидкой фазы, содержаш;ей источники азота, абсолютно свободные от подлинного Протеина, промывают осадок водой и разбавленной кислотой, объединяют жидкую фазу с промывной жидкостью и инокулируют микроорганизмами, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммония, подвергают аэробной ферментации инокулированную жидкую фазу до окончательного исчерпывания источников азота, концентрируют азотсодержашие вешества в жидкой фазе, концентрат объединяют с коагулятом-подлинно-протеиновой фракцией и высушивают.

Коагуляцию подлинно-протеиновой фракции обычно проводят при 80-85°С. В качестве микроорганизмов, способных

утилизировать источники азота в виде нитрата и аммония, предпочтительно используются микроорганизмы из класса Hansenula, Candida, Saccharomyces, Ascomycetes, Physomycetes и их смеси.

Для концентрирования жидкой фазы, включаюш,ей азотсодержаш,ие веш,ества, совершенно свободные от -подлинного протеина, из нее после ферментации выделяют дрожжевую суспензию. Равным образом концентрирование происходит при выпаривании воды в вакууме.

Ферментацию проводят обычно в две ступени с использованием одного и того же или различных микроорганизмов.

Для увеличения содержания азота в жидкой фазе, подвергаемой аэробной ферментации, на первой ступени ферментацию проводят до полного исчерпывания источников 3 азота имеющихся в жидкой фазе, иосле чего к жидкой фазе добавляют внешние источники азота в виде аммония и соли аммония и проводят .повторную ферментацию до окончительного исчерпывания источников энергии,5 имеющихся в жидкой фазе. В последнем случае азотсодерн ащие вещества объединяют с коагулированной подлинно - протеиновой фракцией и высущивают. Поскольку целью изобретения является получение кормового10 экстракта зеленой массы, эквивалентного по своим качествам таким носителям протеина, как рыбная мука, соя, земляной орех, и обладающего более высокими по сравнению с ними качествами, которые сохраняются в15 течение длительного периода времени, лучше всего для производства экстракта использовать культурные растения и даже водоросли, находящиеся в стадии роста или вегетации, так как именно на этой стадии содержание20 протеина в них максимальное, а его качество в наибольшей мере приближается к качеству животных протеинов. Благодаря использованию предлагаемого метода биологическая ценность экстракта не уменьшается,25 протеины в ходе процесса не разрушаются и сохраняются в .максимальной степени, а волокна удаляются. Процесс заключается в том, что зеленые растения, не достигшие генеративной ста-30 дии, либо их части грубо измельчают, прессуют (в ходе одной или более ступеней), увлажняя водой первый спрессованный продукт. Сырье, которое неоднакратно прессуют, увлажняют 10-20% воды. Прессование35 проводят в две или три ступени с одним или более, чем двумя перерывами. Затем жидкость отделяют от волокнистых частиц, например, фильтрованием. Чистую жидкость, отделенную от жидкости, выделившейся пос-40 ле первого прессования, можно использовать в качестве промывной жидкости. После удаления волокон растений (целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин) в жидкую фазу вводят антиоксидант (0,5-4 ч. на 1000 ч. сухого ве-45 щества в конечном продукте). В качестве антиоксиданта используется предпочтительно Сантоквин (диметилэтоксихинолин). Из жидкой фазы при коагуляции, прово-50 димой при 80-85°С, выделяется подлиннопротеиновая фракция. Кроме того, при тепловой обработке происходит пастеризация жидкости. Для коагуляции жидкость обрабатывают в пастеризационных установках55 или подают в нее пар. После коагуляции жидкость соверщенно освобождается от подлинно-протеиновой фракции и азот в ней присутствует лишь в виде «амидо-фракции. Первоначальное содержание азота в жид-60 кости, полученной после прессования зеленой массы, в значительной мере- зависит от вида 4 Обычно растения богатые углеводами, например сорго, сахарное сорго, пшеница, суданка, содержат 12-20% сырого .протеина (на вес сухого вещества), из которого 6- 10% (т. е. 30-35% от содержания сырого протеина) составляет подлинный протеин, Растения, содержащие протеины в значительном количестве, например люцерна и полевая капуста, содержат около 17-25% сырого протеина (на вес сухого вещества), В целом доля коагулированной подлиниопротеиновой фракции составляет 30-35%. Коагулят отделяют от жидкости и промывают водой и разбавленной кислотой. Промывные жидкости объединяют с основной жидкостью, охлаждают до 28-30°С и подвергают аэробной ферментации при непрерывном перемешивании. Затем жидкость инокулируют микроорганизмами, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммония. В качестве микроорганизмов используют чистые или выделяемые при предыдущей ферментации дрожжи. Дрожжевую культуру выращивают в аэробных условиях, утилизируя имеющиеся в жидкости источники азота. Так как подлинно-протеиновая фракция отсутствует, микроорганизмы вынуждены утилизировать источники азота. имеющие полную биологическую ценность, т. е. так называемую «амидо-фракцию. Таким образом, «амидо-фрамция может быть преобразована в другое азотсодержащее вещество, повышающее биологическую ценность корма. При выращивании дрожжевой культуры расходуются углеводные фракций жидкости, в особенности редуцирующие сахара и растительные кислоты. В ходе ферментации физиологически вредные сопутствующие вещества, например, сапонины и горчичные масла, также утилизируются, поэтому их первоначальное содержание в жидкой фазе может быть понижено до допустимых пределов. В процессе ферментации в жидкость добавляют пеногасители, например силиконовое масло или сульфированное и нейтрализованное подсолнечное масло (50- 100 мг1м). В зеленой массе с повышенным содержанием углеводов последние служат источником энергии, а в зеленой массе с повышенным содержанием протеина - растительные кислоты. Минеральные вещества и другие необходимые компоненты присутствуют в выжатой жидкости. Аэрацию жидкости проводят непрерывно, На первой стадии ферментации используют 30 м воздуха на 1 м ферментационного вещества. В дальнейшем необходимое для ферментации количество воздуха регулируют в соответствии с особенностЯМИ применяемой культуры. Когда количество азотсодержащих веществ

культуры, так как в этом случае расходуются имеющиеся и.сточяики азота. При израсходовании 60% первоначального содержания азота в жидкости, количество сонутствуюндих веществ снижается до 10-15% от первоначального объема. Снижение первоначального содержания азота указывает на потребление других нежелательных веществ и на одновременную конверсию «амидо-фракции, присутствующей в начале ферментации, в азотную фракцию с более высокой биологической ценностью.

Ферментацию осуществляют с одним видом культуры или со смесью микроорганизмов. Культуры Saccharomyces и Candida могут быть ирименены вместе. Целесообразно начинать ферментацию с одним, а завершать с другим видом культуры, выбор которой зависит от характера зеленой массы.

Средний состав жидкой фазы до и после ферментации цриведеи в табл. 1.

Таблица 1

Содержание веществ в мг/л

В результате ферментации содерл ание сырого протеина не увеличивается.

Для утилизации источников энергии и преобразования их в более ценную азотную фракцию к ферментационному- веществу добавляют аммоний и соли аммония. Аммоний будет конвертирован в культуру-протеин, что приведет к з еличению содержания протеина в продукте с низкой биологической ценностью.

Ферментация длится 4-6 час, причем в зависимости от особенностей используемого микроорганизма перед ферментацией или в ходе нее устанавливают соответствующий рН ферментационной жидкости посредством механического отделения массы клеток культуры от жидкости, носледующего подогревания до 85°С и объединения со скоагулированной подлинно-протеиновой фракцией. Отделенную жидкость можно добавить к лип1енному волокон конечному продукту либо к волокнистой спрессованной массе. Ферментированную жидкость выпаривают в вакууме, остаток присоединяют к скоагулированиой подлинно-протеиновой фракции. Объединенную протеино-обогащенную фракцию гранулируют или прессуют отдельно или вместе с другим кормом.

Волокнистая спрессованная масса, полученная в качестве побочного продукта, может быть использована отдельно как низкокачественное сено для жвачных животных.

Пример I. 10 т ржи, сжатой до формирования зерна (самое позднее спустя две недели после начала цветения), промывают водой для удаления каменных и железных загрязнений. Промытую массу грубо размельчают и прессуют.

В качестве предварительного пресса применяют пресс низкого давления {т. е. винный пресс) периодического действия, а в качестве основного и последнего-пресс высокого

давления периодического или непрерывного действия (т. е. винтовой пресс для растительного масла).

Измельченную массу (2,5-3,0 г) закладывают в предварительный пресс емкостью, например, 4000 л и сжимают при начальном давлении 1 кг/см до тех пор, пока ие выделится около 50% жидкости. Прессование продолжают до тех пор пока выделение жидкости ие снизится до 5-10 л/мин/т. Зател{

спрессованную массу повторно прессуют при более высоком давлении (2-3 кг/см. Спрессованную массу обрызгивают водой (10-30% веса сырья) с двумя перерывами. После обработки водой сырье выдерживают

1 час и повторно измельчают и прессуют по аналогичному режиму.

Для получения продукта с более высоким содержанием экстракта необходимо сделать еще один перерыв, а затем прессовать массу.

Спрессованную массу выгрул ают из предварительного пресса и загружают в основной и последний пресс высокого давления периодического или непрерывного действия. Количество влаги в спрессовапной массе умеиьщается, и она высушивается до содержания влаги 14% без потребления тепловой энергии. Температура спрессованной массы, содержащей около 30% влаги, колеблется от 30 до 50°С.

Из 10 г ржи получают 8-10 т жидкости, которая содержит 90% неволокнистого сухого вещества обработанного растительного сырья. Затем от жидкости отделяют волокнистые частицы, пропуская ее через пресс с

отверстиями диаметром 0,5-1 мм. К полученной жидкости добавляют сначала небольщое (0,5% в расчете на сухой вес), а затем все необходимое количество антиоксиданта. Жидкость нагревают до 85°С и выделяют

скоагулировавщую подлинно - протеиновую фракцию, содержащую хлоропласты. Из первоначальных 8-10 т выжатого сока получают 1,5-2 т влажного осадка, содержащего 20-25 вес. % сухого вещества. Осадок промывают водой и разбавленной кислотой (в количество 10-15 вес. % от веса осадка). Промывные жидкости соединяют с соком, поновой фракции (жидкая фаза). Устанавливают рН жидкой фазы 4,5-5 и аэрируют инокулируют Candida iitilis (вновь выращенная или выделенная в предыдущем процессе ферментации) из расчета 1 кг сухого вещества на 1 т жндкой фазы и проводят аэрацию большим количеством воздуха (30 мз воздуха на 1 м готового продукта за 1 час). Подачу воздуха снижают через 1 час после инокуляции в зависимости от заданных условий нроцесса. В качестве пеногасителя используют сульфированное и нейтрализованное подсолнечное масло. В течение 4 час контролируют рН готового продукта. Через 6 час ферментации увеличения количества клеток культуры не обнаруживается. Затем рН готового продукта повышается, а содержание редуцируюших Сахаров ладает до 2 г/л. Готовый продукт аэрируют подогретым воздухом и выпаривают при 50- 140°С до тех тор, пока количество остатка не будет -составлять 60% от веса сухого вещества. Осадок объединяют со скоагулировапной подлинно-протеиновой фракцией и высушивают обычным способом. Для уменьшения содержания в готовом продукте источников энергии до 2 г/л (т. е. для потребления всех источников энергии) к нему добавляют аммоний и соли аммония что препятствует автолизу культуры и приводит к повышению ее рН. Состав высушенных продуктов приведен в табл. 2. Таблица 2 Таблица 3 культурой Candida utilis. Содержание редуцирующих Сахаров в соке IB процесе ферментации снижается до 5 г/л. Массу клеток культуры после отделения подвергают тепловой 0|бработке и перемешивают со скоагулированной подлинно-протеиновой фракцией. рН отделенного сока доводят до 6,5, затем инокулируют 1 кг на 1 м готового продукта Hansenula suaveotens и аэрируют. Ферментацию проводят в течение 3 час, массу клеток культуры отделяют и вновь перемешивают с подлинно-протеиновой фракцией. Отделенный сок выпаривают, а остаток присоединяют к волокносодержащим побочным продуктам перед высушиванием. Сушку проводят распылением. Выход сухого продукта около 0,7 т. Состав высушенного продукта дан в табл. 4 Таблица 4

Пример 2. 10 г люцерны, сжатой до цветения, Обрабатывают, как в примере 1. Доводят рН выжатого сока до 6-7 и инокулируют Hansenula anomala. Ферментацию про- 50 должают до исчерпывания первоначальных источников азота, затем продукт нагревают до 85°С и отделяют массу клеток культуры. Полученное влажное твердое вещество смешивают со скоагулированной подлинно-про- 55 теиновой фракцией, разбавленный сок, отделяющийся от массы клеток, выпаривают и полученный концентрат добавляют к содержащему волокно побочному продукту до его высушивания. Выход высушенного продукта 60 около 1,2-1,6 т. Состав высушенного конечного продукта Приведен в табл. 3. Пример 3. 10 г полевой капусты обрабатывают, как в примере 1. Вьикатый сок подвергают ферментации после инокуляции 65 Пример 4. Обрабатывают, как в примере 1, 10 т сахарного сорго, выжатый сок инокулируют Saccharomyces cerevisie и Candida utilis (1 кг на 1м сока). Когда содержание редуцирующих Сахаров в готовом продукте станет меньше 1 г/л, его нагревают до , массу клеток культур отделяют и соединяют с подлинно-протеиновой фракцией. Выход около 1,2-1,4 г высушенного конечного продукта, содержащего около 35-40 вес. % сырого протеина. Предмет изобретения 1. Способ получения свободного от волокон экстракта зеленой массы, включающий размельчение сырья зеленой массы, не достигшей генеративной стадии, прессование, отделение жидкости от спрессованной массы, отличающийся тем, что, с целью получения массы высокого качества и сохранения биологической ценности протеиновых кормов, к

жидкости добавляют антиоксидант и производят коагуляцию подлияно-лротеиновой фракции жидкости, отделяют коагулированную протеиновую фракцию от жидкой фазы, содержащей источники азота, свободные от подлинного протеина, промывают коагулированный осадок водой и разбавленной кислотой, объединяют жидкую фазу с промывной жидкостью, инокулируют объединенную жидкую фазу микроорганизма, способными утилизировать источники азота в виде нитрата и аммония, инокулированную жидкую фазу подвергают процессу аэробной ферментации до тех пор, пока источники азота, содержащиеся в нем, не окажутся окончательно исчерпанными, концентрируют азотсодержащие вещества в жидкой фазе, объединяют концентрированную жидкую фазу с коагулированной подлинно-протеиновой фракцией и сущат продукт.

Candida, Saccharomyces, Ascomycetes, Physotnycetes, и их смеси.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что массу клеток культуры отделяют перед добавлением внешних источников азота.