Содержащая множество микроэлементов предварительно приготовленная кормовая смесь и способ ее получения
Группа изобретений относится к кормовой промышленности. Кормовая смесь, усваиваемая животными, содержит микроколичества меди, железа, марганца и цинка и дрожжевой аутолизат. Смесь получают посредством реакции солей микроэлементов и дрожжевого аутолизата при pH 3,0-6,0 и температуре 40-100°С, чтобы преобразовать микроэлементы в форму органических соединений. Раствор солей микроэлементов смешивают с раствором аутолизата, концентрация которого составляет 10-15%. Реакцию проводят в две стадии: в течение 10-600 минут при температуре 40-70°С и в течение 10-600 минут при температуре 70-100°С. Содержание микроколичеств меди, железа, марганца и цинка определяют на основании кормовых норм для различных животных в различные физиологические периоды. Группа изобретений позволит получить продукт, который обеспечивает потребности животных во множестве микроэлементов, повысить их усвояемость и ослабить ущерб для окружающей среды. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к кормовой добавке, более точно к предварительно приготовленной смеси, содержащей микроэлементы и дрожжевой аутолизат.
Предпосылки создания изобретения
Поскольку для роста животных необходимо множество микроэлементов, их следует в соответствующем количестве добавлять в корм. В настоящее время известны в основном два способа добавления микроэлементов, согласно одному из которых используют неорганическую предварительно приготовленную смесь микроэлементов, т.е. смешивают неорганические соли в определенной пропорции, исходя из реальных потребностей животных, а затем добавляют предварительно приготовленную смесь в корм, чтобы обеспечить физиологические потребности животных, как, например, описано в работе Li Sanqiang и др. "The Preparing of Copper-yeast Powder Feed Addictive for Pig", Acta Agriculturae Boreali-occidentalis Sinica, 1993, 2(4), стр.85-88. Согласно второму способу используют органические продукты, содержащие один микроэлемент, например аминокислотный хелат, глицинат цинка, железистый метионин и т.п. За счет такого способа добавления одного или сочетания неорганических микроэлементов в предварительно приготовленную смесь получают продукт более высокого качества, чем предварительно приготовленная смесь, содержащая все неорганические микроэлементы.
Одним из недостатков первого из упомянутых способов является то, что обычно микроэлементы в неорганической форме имеют низкую усвояемость у животных, и в итоге большинство такого рода микроэлементов выводится из организма при дефекации, что приводит как к потере микроэлементов, так к ущербу для окружающей среды. Второй из описанных способов также имеет недостатки. С целью повышения усвояемости разрабатываются содержащие микроэлементы органические продукты с более высокой усвояемостью и тем самым меньшим ущербом для окружающей среды. Тем не менее, их применение в значительной мере ограничено из-за более высоких затрат на производство этих органических продуктов, содержащих один микроэлемент с высокой степенью чистоты.
Раскрытие изобретения
В основу настоящего изобретения положена задача создания предварительно приготовленной кормовой смеси для животных, содержащей множество микроэлементов и обладающей более высокой усвояемостью.
Предварительно приготовленную смесь согласно настоящему изобретению получают с помощью определенной реакции нескольких микроэлементов и дрожжевого аутолизата, которую осуществляют путем введения солей упомянутых микроэлементов в реакцию с упомянутым дрожжевым аутолизатом при pH 3,0-6,0 и температуре 40-100°С. Для включения в состав продуктов выбирают элементы четырех видов в соответствии с национальными кормовыми нормами для различных животных в различные физиологические периоды, чтобы тем самым обеспечить потребности животных во множестве микроэлементов, повысить их усвояемость и ослабить ущерб для окружающей среды. В то же время, поскольку эти продукты не являются традиционными продуктами, содержащими чистый органический микроэлемент, значительно снижаются затраты на их получение.
Варианты осуществления
Согласно одной из особенностей изобретения предложена предварительно приготовленная кормовая смесь, содержащая дрожжевой аутолизат и множество микроэлементов. Упомянутые микроэлементы включают медь, железо, марганец и цинк. Изобретение отличается тем, что эти элементы не просто добавляют в предварительно приготовленную смесь согласно изобретению, а выбирают в соответствии с национальными кормовыми нормами для различных животных в различные физиологические периоды. Затем посредством реакции микроэлементов и дрожжевого аутолизата получают хорошо усваиваемые животными комплексные микроэлементы.
Сырьевые материалы, используемые в изобретении, включают раствор дрожжевого аутолизата и микроэлементы, такие как медь, железо, марганец и цинк. Упомянутый раствор дрожжевого аутолизата представляет собой раствор аутолизата, полученный из активных дрожжей и неактивных дрожжей, а дрожжи включают без ограничения Saccharomyces cerevisiae, хлебопекарные дрожжи и Candida, при этом содержание неочищенного белка в сухом веществе используемого раствора дрожжевого аутолизата составляет от 30% до 65%.
Микроэлементы в упомянутой предварительно приготовленной смеси обычно используются в форме солей, таких как сульфаты, карбонаты, гидрохлориды, фосфаты, гидрофосфаты (моногидрофосфаты или дигидрофосфаты) и основные карбонаты. Предпочтительно в изобретении используются сульфаты и гидрохлориды.
Хотя механизм реакции дрожжевого аутолизата и упомянутых неорганических микроэлементов пока неизвестен, и не разработаны надежные методы количественного анализа сочетания микроэлементов и дрожжевого аутолизата, путем экспериментов было установлено, что по сравнению с простой неорганической смесью предложенная в изобретении предварительно приготовленная смесь, содержащая множество микроэлементов, обладает очевидными преимуществами, а именно более высокой биологической доступностью.
При получении предварительно приготовленной смеси на основе дрожжевого аутолизата заданное количество упомянутых солей микроэлементов может непосредственно добавляться в раствор дрожжевого аутолизата путем аутолитической обработки, а рН и концентрация смеси могут регулироваться с использованием воды и кислоты/щелочи, при этом реакция длится определенное время при соответствующей температуре. Соль микроэлемента также может добавляться в форме раствора. В одном из альтернативных вариантов осуществления способ получения включает следующие стадии, на которых: (1) используют необходимое количество раствора солей микроэлементов с отрегулированной pH и концентрацией; (2) используют раствор дрожжевого аутолизата и доводят его pH и концентрацию до соответствующей величины; (3) смешивают растворы, полученные на стадиях (1) и (2), и вводят в реакцию при соответствующей температуре, чтобы обеспечить объединение упомянутых микроэлементов и органических соединений, содержащихся в упомянутом аутолизате.
Способ автолиза дрожжей известен из техники. Реакцию получения предварительно приготовленной смеси осуществляют в изобретении при температуре от 40°С до 100°С, предпочтительно от 60°С до 90°С и в целом при pH 3,0-6,0, предпочтительно 4,0-5,5, например 4,0, 4,3, 4,6, 4,9, 5,0, 5,2, 5,4 и 5.5, более предпочтительно 4,5-5,2. Концентрация раствора аутолизата предпочтительно составляет 10-15%. В одном из предпочтительных вариантов осуществления реакция протекает в два этапа: (1) при первой температуре 40-70°С, предпочтительно 50-68°С, более предпочтительно 55-65°С, наиболее предпочтительно 60-65°С реакция длится 10-600 минут, предпочтительно 120-600 минут, более предпочтительно 240-540 минут, наиболее предпочтительно 360-480 минут, (2) при второй температуре 70-100°С, предпочтительно 75-95°С, более предпочтительно 80-92°С, наиболее предпочтительно 85-92°С реакция длится 10-600 минут, предпочтительно 10-480 минут, более предпочтительно 60-240 минут, наиболее предпочтительно 60-120 минут.
Содержание используемых в изобретении микроэлементов, т.е. меди, железа, марганца и цинка, регулируют в соответствии с пищевыми потребностями различных животных. Например, в предварительно приготовленной смеси специально для бройлерных цыплят в возрасте 0-4 недель содержание меди, железа, марганца и цинка соответственно составляет 8 мг/кг, 80 мг/кг, 60 мг/кг и 40 мг/кг, а в предварительно приготовленной смеси специально для подрастающих свиней весом 10-20 кг содержание упомянутых четырех элементов составляет 5 мг/кг, 80 мг/кг, 3 мг/кг и 80 мг/кг. В предварительно приготовленных смесях других типов, содержащих дрожжевой аутолизат и комплексные микроэлементы, содержание меди, железа, марганца и цинка определяют в соответствии с национальными кормовыми нормами для различных животных.
Примеры
В следующем далее примере описан разработанный подробный способ получения предварительно приготовленной смеси, содержащейся в количестве 1% в специальном корме для бройлерных цыплят в возрасте 0-4 недель. В этом примере в качестве неорганической соли используется сульфат, а в качестве штамма раствора дрожжевого аутолизата используются активные пивные дрожжи (с содержанием неочищенного белка 45%). Целевое количество продукта составляет 1000 кг.
Содержание меди, железа, марганца и цинка в корме составляет 8 мг/кг, 80 мг/кг, 60 мг/кг и 40 мг/кг соответственно. Поскольку количество предварительно приготовленной смеси в корме составляет 1% по весу корма, содержание меди, железа, марганца и цинка в корме составляет 800 мг/кг, 8000 мг/кг, 6000 мг/кг и 4000 мг/кг соответственно. Таким образом, содержание сырьевых материалов, т.е. сульфата меди, сульфата железа, сульфата марганца и сульфата цинка составляет 1969 мг/кг, 21,714 мг/кг, 16,472 мг/кг и 9,908 мг/кг соответственно и 0,20%, 2,17%, 1,65% и 0,99% соответственно в процентном выражении. В таком случае количество сырьевых материалов в сухом веществе используемого дрожжевого аутолизата составляет 100%-0,20%-2,17%-1,65%-0,99%=94,99%. Количество сухого вещества дрожжевого аутолизата, необходимое для получения 1000 кг продукта, составляет 1000×94,99%=949,9 кг. Необходимые количества сульфата меди (гептагидрата), сульфата железа (гептагидрата), сульфата марганца (гептагидрата) и сульфата цинка (пентагидрита) составляет соответственно 1000×0,20%×(18×7+160)/160=3,58 кг, 1000×2,17%×(18×7+152)/152=39,69 кг, 1000×1,65%×(18×7+151)/151=30,27 кг и 1000×0,99%×(18×5+161)/161=15,43 кг.
Отмерили 9,5 м3 раствора дрожжевого аутолизата, содержащего 10% сухого вещества (с содержанием сухого вещества приблизительно 949,9 кг), и поместили в реактор, добавили 3,58 кг сульфата меди (гептагидрата), 39,69 кг сульфата железа (гептагидрата), 30,27 кг сульфата марганца (гептагидрата) и 15,43 кг сульфата цинка (пентагидрита) и полностью перемешали. Довели pH до 4,0 с использованием серной кислоты. Затем повысили температуру до 55°С и инициировали реакцию, которую проводили в течение 4 часов с одновременным перемешиванием. После этого повысили температуру до 90°С и осуществляли реакцию еще в течение 1 часа. После сушки распылением получили необходимый продукт в виде порошка.
Испытание эффективности
1.1 План испытания
Было проведено однофакторное испытание на двух группах испытуемых, которое повторили 5 раз. Двумя группами являлись контрольная группа и экспериментальная группа. Животные из контрольной группы получали основной рацион, в котором содержание меди, железа, марганца и цинка соответственно составляло 8 мг/кг, 80 мг/кг, 60 мг/кг и 40 мг/кг. Все четыре микроэлемента использовали в форме неорганического сульфата. Животные из экспериментальной группы получали специальную предварительно приготовленную смесь на основе дрожжевого аутолизата для бройлерных цыплят в возрасте 0-4 недель, полученную согласно описанному примеру 1, в качестве замены микроэлементов, т.е. меди, железа, марганца и цинка, в основном рационе. Содержание меди, железа, марганца и цинка в общем количестве корма для экспериментальной группы составляло 8 мг/кг, 80 мг/кг, 60 мг/кг и 40 мг/кг.
1.2 Испытываемые животные
100 здоровых особей бройлерных цыплят в возрасте 0 дней методом случайного выбора поделили на две группы. В каждой группе провели пять испытаний, при этом в каждом повторном испытании участвовало 10 цыплят.
1.3 Испытываемый корм и контроль
1.3.1 Испытываемый корм
Далее в Таблице 1 приведен состав испытываемого корма и содержание питательных веществ.
| Таблица 1 | |||
| Состав основного рациона и содержание питательных веществ | |||
| Сырьевые материалы | Содержание по весу (%) | Содержание питательных веществ | |
| Кукуруза | 65,00 | Обменная энергия, Мкал/кг | 2,930 |
| Соевая мука | 26,23 | Неочищенный белок, % | 20,94 |
| Рыбная мука | 5,99 | Кальций, % | 1,00 |
| Метионин | 0,16 | Доступный фосфор, % | 0,45 |
| Соль | 0,25 | Лизин, % | 1,20 |
| Каменная мука | 1,14 | Метионин, % | 0,52 |
| CaHPO4 | 1,22 |
1.3.2 Контроль кормления
Испытание длилось в течение 3 недель. До испытания курятники, клетки, емкости для воды и корма подвергли стерилизации и вакцинации согласно соответствующей процедуре.
1.4 Время наблюдения
На 22 день бройлерных цыплят в возрасте 21 день взвесили до кормления, взяли образцы крови и затем исследовали.
1.5 Показатели испытания
1.5.1 Содержание микроэлементов в почках
1.5.2 Относительная биологическая доступность микроэлементов
1.5.3 Суточный привес
1.5.4 Соотношение между привесами и затратами кормов
Результаты и анализ (Таблица 2)
| Таблица 2 | ||
| Результаты испытания | ||
| Контрольная группа | Экспериментальная группа | |
| Медь в почках (мг/кг) | 36,76 | 38,20 |
| Относительная биологическая доступность меди (%, в почках) | 100 | 103,9 |
| Железо в почках (мг/кг) | 275,68 | 312,44 |
| Относительная биологическая доступность железа (%, в почках) | 100 | 113,3 |
| Марганец в почках (мг/кг) | 6,86 | 9,9 |
| Относительная биологическая доступность марганца (%, в почках) | 100 | 144,3 |
| Цинк в почках (мг/кг) | 112,38 | 132,33 |
| Относительная биологическая доступность цинка (%, в почках) | 100 | 117,8 |
| Суточный привес (г/сутки) | 25,93 | 28,07 |
| Соотношение между привесами и затратами кормов | 1,85 | 1,74 |
Из представленных выше результатов следует, что за счет применения предложенного в изобретении продукта можно эффективно повысить биологическую доступность микроэлементов, т.е. меди, железа, марганца и цинка, для бройлерных цыплят, при этом суточный привес в экспериментальной группе увеличился, а соотношение между привесами и затратами кормов снизилось.
В соответствии с изобретением посредством реакции множества микроэлементов с конкретным содержанием и дрожжевого аутолизата получают продукт в виде предварительно приготовленной смеси на основе дрожжевого аутолизата, содержащей множество микроэлементов с конкретным содержанием. Продукт с высокой усвояемостью микроэлементов способен обеспечивать множество микроэлементов, при этом он может быть легко получен с достаточно низкими затратами. Путем регулирования содержания микроэлементов получают различные предварительно приготовленные смеси на основе дрожжевого аутолизата, содержащие комплексные микроэлементы, в соответствии с разнообразными реальными потребностями различных животных.
Например, способом согласно изобретению могут быть получены продукты различных сортов, такие как содержащая комплексные микроэлементы специальная предварительно приготовленная смесь на основе дрожжевого аутолизата для поросят, подрастающих свиней, откармливаемых свиней, свиноматок, мясной птицы и несушек.
В целом, продукт, получаемый способом согласно изобретению, отличается тем, что в нем сочетаются комплексные микроэлементы и аминокислота в комплексе с небольшой пептидной группой, и тем, что он обеспечивает лучшую перевариваемость по сравнению с традиционными микроэлементами. В то же время, в предварительно приготовленной смеси обеспечивается конкретное содержание микроэлементов, и путем ее прямого пропорционального добавления может быть получен полнорационный комбикорм.
1. Предварительно приготовленная кормовая смесь, содержащая множество микроэлементов, отличающаяся тем, что содержит микроколичества меди, железа, марганца и цинка и дрожжевой аутолизат, при этом усваиваемую животными композицию получают посредством реакции упомянутых микроэлементов и дрожжевого аутолизата, которая представляет собой реакцию солей упомянутых микроэлементов с упомянутым дрожжевым аутолизатом при pH 3,0-6,0 и температуре 40-100°С, при этом содержание упомянутых микроколичеств меди, железа, марганца и цинка определяют на основании кормовых норм для различных животных в различные физиологические периоды; упомянутая реакция протекает в две стадии: в течение 10-600 мин при температуре 40-70°С и в течение 10-600 мин при температуре 70-100°С, концентрация раствора аутолизата составляет 10-15%.
2. Предварительно приготовленная кормовая смесь по п.1, в которой упомянутые микроэлементы используют в форме сульфатов, карбонатов, гидрохлоридов, фосфатов, гидрофосфатов (моногидрофосфатов или дигидрофосфатов) и основных карбонатов.
3. Способ получения предварительно приготовленной кормовой смеси, содержащей множество микроэлементов, включающий стадии, на которых:
(1) используют растворы солей упомянутых микроколичеств меди, железа, марганца и цинка,
(2) используют раствор упомянутого дрожжевого аутолизата и
(3) смешивают растворы, полученные на стадиях (1) и (2), и вводят в реакцию при pH 3,0-6,0 и температуре 40-100°С, чтобы преобразовать упомянутые микроэлементы в форму органических соединений; при этом содержание упомянутых микроколичеств меди, железа, марганца и цинка определяют на основании кормовых норм для различных животных в различные физиологические периоды; упомянутая реакция протекает в две стадии: в течение 10-600 мин при температуре 40-70°С и в течение 10-600 мин при температуре 70-100°С, концентрация раствора аутолизата составляет 10-15%.
4. Способ по п.3, в котором упомянутые соли микроэлементов выбирают из сульфатов, карбонатов, гидрохлоридов, фосфатов, гидрофосфатов (моногидрофосфатов или дигидрофосфатов) и основных карбонатов, ацетатов или стеарата.
