Способ получения кормовых гидролизатов из зерна пшеницы

Изобретение относится к переработке зерна пшеницы на кормовые гидролизаты, содержащие продукты гидролиза крахмала: глюкозу и мальтозу. Способ предусматривает получения водно-зерновой суспензии в кавитационном диспергаторе из плющенного зерна пшеницы и кислого водного раствора с рН 4,0-4,5 единиц, полученного добавлением муравьиной или лимонной кислот. В кавитационном диспергаторе плющеное зерно подвергается дезинтеграции и дезагломерации в водной среде с одновременным самонагреванием в течение 15-20 минут. Клейстеризацию зернового крахмала проводят при температуре 60-90°С, разжижение - при 60-85°С с мультиэнзимными композициями, осахаривание проводят при температуре 60-70°С с получением готового продукта. Для разжижения используют мультиэнзимные композиции, состоящие из амилосубтилина и целлолюкса или Liquozyme Supra и Accellerase 1000, для осахаривания - глюкалюкс или Dextrozyme DX с рассчитанной активностью в одном кавитационном аппарате. Изобретение обеспечивает упрощение и ускорение процесса гидролиза крахмалосодержащего сырья, уменьшение энергозатрат и снижение количества ферментных препаратов. 4 пр.

 

Изобретение относится к агропромышленному комплексу, а именно к животноводству и кормопроизводству, и предусматривает ферментативный гидролиз зерна пшеницы с получением кормовых гидролизатов (паток), содержащих продукты глубокого гидролиза крахмала: глюкозу и мальтозу.

Известны способы получения кормовых паток из зерна пшеницы [1, 2]. Ближайшим аналогом предлагаемого способа является способ получения кормовой патоки из измельченного зерна и его ферментативный гидролиз при соотношении зерно: вода - 1:1, когда после подачи половины зерна в кавитатор добавляют ферменты: α-амилазу в количестве 1,0-1,5 ед. / 1 г крахмала и ксиланазу 1-2 ед./ 1 г целлюлозы. Процесс ведут при 43-50°С, рН 6,2-6,4 с добавлением соляной кислоты или кальцинированной соды. Через 30-40 минут кавитации достигают температуры 62-65°С и выдерживают 30 минут без кавитации. Окончание процесса кавитации определяют по йодной пробе, после чего реакционную массу перемещают в другую емкость большего объема с мешалкой для осахаривания в присутствии глюкаваморина Г3х в количестве 3 ед. / 1 г крахмала. Процесс осахаривания ведут при 55-58°С, рН 5,5-6,0 в течение 4-6 часов и далее концентрируют в вакууме до концентрации сухих веществ 40-45% [2].

Задача настоящего изобретения - исключение из технологического цикла сильных минеральных кислот, ухудшающих качественные показатели готового продукта, повышение полноты биоконверсии крахмалосодержащего сырья, уменьшение длительности процесса, снижение количества технологического оборудования.

Решение задачи настоящего изобретения достигается тем, что:

- исключают из технологического цикла сильные минеральные кислоты, заменяя их органическими кислотами: муравьиной или лимонной;

- уменьшают длительность технологических операций за счет интенсификации процесса ферментативного гидролиза зернового крахмала путем проведения гидролиза в кавитационном аппарате ДКД-ПМ-22 предварительно обработанного методом плющения зерна пшеницы плющением.

Способ осуществляют следующим образом. В предварительно очищенную на фильтрационной установке воду вносят расчетное количество муравьиной или лимонной кислоты до рН 4,0-4,5 единиц и перемешивают в кавитационном аппарате в течение 3-5 минут при температуре 18-40°С. После чего в кавитационный аппарат равномерно подают плющеное зерно и проводят стадию клейстеризации путем самонагревания водно-зерновой суспензии в ходе кавитационной обработки при 60-90°С в течение 15-20 минут. Разжижение зерновой суспензии ведут при температуре 60-85°С под действием мультиэнзимной композиции I (МЭК-1), включающей амилосубтилин с активностью 1300 ЕА из расчета 0,3-0,5ед./г крахмала и целлолюкса с активностью 2000 ЕА из расчета 0,5-1,0 ед./г целлюлозы или мультиэнзимной композиции II (МЭК-II), состоящую из Liquozyme Supra с активностью 135 ЕА/г и Accellerase 1000 с активностью 2932 ЕА/Г. Продолжительность стадии разжижения в кавитационном аппарате 5-10 минут. Осахаривание проводят в том же кавитационном аппарате под действием глюкалюкса активностью 5000 ЕА из расчета 2-3 ед./г крахмала или Dextrozyme DX с активностью 170 ЕА/г, продолжительность осахаривания 2-3 часа при температуре 60-70°С.

Получают кормовой гидролизат, содержащий сухих веществ 29-34% с общим содержанием сахаров 21-24%.

Пример 1. В предварительно очищенную воду массой 100 кг при работающем кавитационном аппарате вносят муравьиную кислоту до достижения рН 4,0-4,5 единиц и добавляют 50 кг плющеного зерна при постоянном перемешивании в течение 15-20 минут. При кавитационном воздействии на зерно идет его дезинтеграция, нагрев и клейстеризация реакционной массы при 60-90°С. Далее водно-зерновую суспензию охлаждают до 60-85°С и вносят МЭК-I, состоящую из 20 г амилосубтилина активностью 1300 ЕА и 2,5 г целлолюкса с активностью 2000 ЕА. Стадию разжижения проводят 5-10 минут, после чего добавляют 15 г глюкалюкса активностью 5000 ЕА и ведут осахаривание в кавитационном аппарате в течение 2-3 часов при температуре 60-70°С.

Получают кормовой гидролизат, имеющий следующий состав: влажность 69,0±2,0%, сумма сахаров - 22±1,0%, протеин - 3,7±0,2%, жиры - 0,5±0,1%.

Пример 2. В предварительно очищенную воду массой 100 кг при работающем кавитационном аппарате вносят лимонную кислоту до достижения рН 4,0-4,5 единиц и добавляют 50 кг плющеного зерна при постоянном перемешивании в течение 15-20 минут. При этом в аппарате идет измельчение зерна, дезинтеграция белково-крахмальных агломератов с одновременным нагревом и дальнейшей клейстеризацией реакционной массы при 60-90°С. После чего водно-зерновую суспензию охлаждают до 60-85°С и вносят МЭК-I, состоящую из 20 г амилосубтилина активностью 1300 ЕА и 2,5 г целлолюкса с активностью 2000 ЕА. Стадию разжижения ведут 5-7 минут, после чего добавляют 15 г глюкалюкса активностью 5000 ЕА и ведут осахаривание в кавитационном аппарате в течение 3 часов при температуре 60-70°С.

Получают кормовой гидролизат, имеющий следующий состав: влажность 69,0±2,0%, сумма сахаров - 22±1,0%, протеин - 3,7±0,2%, жиры - 0,5±0,1%.

Пример 3. В очищенную воду массой 100 кг при работающем кавитационном аппарате вносят муравьиную кислоту до достижения рН 4,5-5,5 единиц и добавляют 50 кг плющеного зерна при постоянном перемешивании в течение 15-20 минут. В аппарате при кавитационном воздействии на зерно оно подвергается дезинтеграции - дезагломерации и нагреву до 60-90°С, при которой происходит клейстеризация зернового крахмала. Далее водно-зерновую суспензию охлаждают до 60-85°С и вносят МЭК-II, состоящую из 30 г Liquozyme Supra с активностью 135 ЕА/г и 2,0 г Accellerase 1000 с активностью 2932 ЕА/г для разжижения реакционной массы, которая протекает в течение 5-7 минут. После этого доводят температуру реакционной смеси до 60-70°С и проводят в том же кавитационном аппарате стадию осахаривания в присутствии 25 г ферментного препарата Dextrozyme DX с активностью 170 ЕА/г.

Получают кормовой гидролизат, имеющий следующий состав: влажность 68,0±2,0%, сумма сахаров - 23±1,0%, протеин - 3,8±0,2%, жиры - 0,5±0,1%.

Пример 4. Биоконверсию плющенного зерна проводят аналогично процессу, приведенному в примере 3, но вместо муравьиной кислоты применяют лимонную кислоту. Загрузка: 100 л очищенной воды, 50 кг плющенного зерна, МЭК-II, включающий 30 г Liquozyme Supra с активностью 135 ЕА/г и 2,0 г Accellerase 1000 с активностью 2932 ЕА/г и 25,0 г Dextrozyme DX с активностью 170 ЕА/г.

Получают кормовой гидролизат, имеющий следующий состав: влажность 68,0±2,0%, сумма сахаров - 23±1,0%, протеин - 3,8±0,2%, жиры - 0,5±0,1%.

Аналоги изобретения

1. Патент РФ 2285725.

2. Патент РФ 2265364.

Способ получения кормовых гидролизатов из зерна пшеницы, предусматривающий подготовку водной среды с заданным значением рН, приготовление водно-зерновой суспензии, дезинтеграцию - дезагломерацию белково-крахмальных агломератов, нагревание реакционной смеси в ходе кавитационных воздействий, клейстеризацию, ферментативное разжижение и гидролиз крахмала, отличающийся тем, что для приготовления водно-зерновой смеси используют предварительно плющеное зерно, водную среду готовят путем внесения расчетного количества лимонной или муравьиной кислоты до рН 4,0-4,5 единиц и перемешивают в кавитационном аппарате в течение 3-5 мин при температуре 18-40°С, нагревание, дезинтеграцию белково-крахмальных агломератов, клейстеризацию проводят одновременно в течение 15-20 мин при температуре 60-90°С, после чего разжижение клейстеризованной массы осуществляют мультиэнзимной композицией I, включающей амилосубтилин в количестве 0,3-0,5 ед./г крахмала и целлолюкс в количестве 0,5-1,0 ед./г целлюлозы при температуре 60-85°С в течение 5-10 мин или мультиэнзимной композицией II, состоящей из 30 г Liquozyme Supra с активностью 135 ЕА/г и 2,0 г Accellerase 1000 с активностью 2932 ЕА/г, а для осахаривания зернового крахмала используют ферментный препарат глюкалюкс в количестве 2-3 ед./г крахмала или 25 г ферментного препарата Dextrozyme DX с активностью 170 ЕА/г, которое проводят при температуре 60-70°С в течение 2-3 ч с получением готового продукта.