Способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу
Владельцы патента RU 2499410:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" (RU)
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологиям получения кормовых добавок из растительного сырья для животноводства. Способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу, включает перемешивание предварительно обработанного целлюлозосодержащего сырья с питательными добавками, внесение микроорганизмов, выдерживание и последующую обработку. В качестве целлюлозосодержащего сырья используют лузгу подсолнечника и свекловичный жом. Предварительная обработка целлюлозосодержащего сырья выполняется экструдированнием при температуре 110-130°C, полученный экструдат измельчают с последующим 5-10 минутным перемешиванием и внесением в него питательных добавок в виде дрожжевого автолизата и суспензии хлореллы. Исходные компоненты взяты в следующем соотношении мас.%: свекловичный жом - 15-20, лузга подсолнечника - 75-77,5, дрожжевой автолизат - 0,3-0,4, суспензия хлореллы - остальное. Затем в полученную смесь вносят микроорганизмы Trichoderma viride шт. F-98 в количестве 1-2% от массы смеси и выдерживают в течение 6-8 суток при температуре 26-30°C с периодическим перемешиванием. Полученную влажную смесь сушат до влажности 10-12% при температуре 40-50°C и измельчают. Использование изобретения позволит повысить питательную ценность и содержание белка в добавке, а также сохранить витамины. 7 табл., 3 пр.
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности, к технологиям получения кормовых добавок из растительного сырья для животноводства с применением биотехнологии.
Известен способ обработки соломы на корм для производства кормов сельскохозяйственных животных. Способ включает обработку соломы диоксидом серы с последующим пропариванием в автоклаве при давлении 3-4 атм. и температуре 130-140°C (патент РФ №2133098, кл. A23K 1/12, 1999, бюл. №20).
Однако данный способ предусматривает автоклавирование при жестких режимах, что не только приводит к гидролизу грубых компонентов, но и карамелизации гидролизованных углеводов. Добавление же диоксида серы и последующее автоклавирование обеспечивает образование неорганической кислоты в газообразном состоянии, которая оказывает отрицательное влияние на самочувствие рабочих, занятых на производстве и вызывает снижение питательной ценности и вкусовых качеств продукта.
Известен способ приготовления корма из растительного сырья для использования в сельском хозяйстве включающий с себя измельчение соломы в диспергаторе, отжатия твердой фазы и введения в ее состав пивной дробины и питательной смеси, состоящей из пивных дрожжей, остаточного белка, сусла пивного охмеленного с последующей стерилизацией при температуре 120°C в два этапа, первоначальный в течение 60-65 мин, вторичный в течение 40-45 мин и инокулированием массы гриба Pleuretus osteatus (Fr) Kummer, культивированием в течение 7-9 суток (патент РФ №2127065, кл. A23K 1/12, 1999, бюл. №7).
Однако в известном способе требуется добавление к целлюлозо-лигниновому сырью ценных субстратов, которые обеспечивают значительное увеличение себестоимости конечного продукта. Кроме того, автоклавирование как и в предыдущем аналоге может приводить к частичной карамелизации гидролизованных сахаров.
Известен способ использования в составе корма для животных и птицы целлюлозосодержащего сырья - пшеничных или ржаных отрубей и других отходов растениеводства. Величина их ввода для кур составляет до 10% рациона, а для цыплят-бройлеров, индеек, перепелов и фазанов их вводить не рекомендуют (Рекомендации для кормления сельскохозяйственной птицы, Сергиев Посад: изд-во ВНИИТИП, 2000. С.42.).
Однако в известном способе очень ограничен ввод необработанных отрубей и других отходов растениеводства или их вводить не рекомендуют, что связано с высоким содержанием клетчатки в сырье. Эти отходы растениеводства содержат мало минеральных веществ и при их использовании в корме требуется дополнительно вносить минеральные соли. Кроме того, они не содержат полезных микроорганизмов, необходимых животным для правильного питания (хорошего усвоения клетчатки и сопротивления патогенам). Они богатые витаминами вещества и поэтому у них высокая обсемененность токсинообразующими грибами. Поэтому эти отходы нуждаются в дополнительной обработке для улучшения их питательных свойств.
Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ получения кормовой добавки из отрубей включает предварительную обработку отрубей кислой фракцией электроактивированной воды в течение 1,5-2,0 ч при соотношении на 1 т сырья 10-20 л воды и перемешивание отрубей с раствором, содержащим каустическую соду, известковое тесто и воду, при следующих соотношениях компонентов, мас.%: отруби 95-96; каустическая сода 0,2-0,3; известковое тесто 0,6-0,8; вода - остальное, при этом состав перемешивают в течение 20-30 мин, далее выдерживают 24-36 ч и смешивают с питательной добавкой; содержащей глауберову соль и трикальций фосфат, в следующих соотношениях компонентов, мас.%: глауберова соль 0,2-0,3; трикальций фосфат 0,5-0,7; состав - остальное, далее вносят пробиотическую культуру микроорганизмов в концентрации 0,18-0,22% и гранулируют. (Патент РФ №2266682 A23K 1/16 Опубл. 27.12.2005 - прототип).
Однако в известном способе используют только отруби, которые из всех побочных продуктов перерабатывающей промышленности наиболее дороги. Кроме того, использование электроактиваторов для получения кислой фракцией электроактивированной воды усложняет технологический процесс и делает его уязвимым с точки зрения электробезопасности. Внесение пробиотической культуры повышает качественные характеристики кормовой добавки, однако практически не влияет на усвояемость грубых компонентов корма, входящих в состав исходного сырья. Отсутствие в ее составе азотистых компонентов не обеспечивает должной питательности для роста микроорганизмов, что сводит к значительным потерям качества углеводной составляющей добавки.
Известные способы не позволяют эффективно получать кормовую добавку для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу из растительного сырья с высокой питательной ценностью за счет разрушения целлюлозолигнинового комплекса сырья, содержащей полезные микроорганизмы, обогащенные микробиологическим белком, продуцирующие целлюлозолитические ферменты с сохранением витаминов в сырье и низкой обсемененностью вредными микроорганизмами.
Техническим результатом является интенсификация разрушения целлюлозолигнинового комплекса сырья за счет более полного гидролиза и повышение питательности корма, повышение содержания белка, сохранения витаминов уничтожение вредных микроорганизмов и обогащении ее целлюлозоразрушающими ферментами, что обеспечивает при использовании в животноводстве повышение зоотехнических показателей.
Технический результат достигается тем, что в способе получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу, включающий перемешивание предварительно обработанного целлюлозосодержащего сырья с питательными добавками, внесение микроорганизмов, выдерживание и последующую обработку, причем в качестве целлюлозосодержащего сырья используют лузгу подсолнечника и свекловичный жом предварительная обработка целлюлозосодержащего сырья выполняется экструдированием при температуре 110-130°C, полученный экструдат измельчают с последующим 5-10 минутным перемешиванием и внесением в него питательных добавок в виде дрожжевого автолизата и суспензии хлореллы, при этом исходные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
| свекловичный жом - | 15-20 |
| лузга подсолнечника - | 75-77,5 |
| дрожжевой автолизат - | 0,3-0,4 |
| суспензия хлореллы | остальное |
затем в полученную смесь вносят микроорганизмы Trichoderma viride шт. F-98 в количестве 1-2% от массы смеси и выдерживают в течение 6-8 суток при температуре 26-30°C с периодическим перемешиванием, полученную влажную смесь сушат до влажности 10-12% при температуре 40-50°C и измельчают.
Заявленный способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу отличается видом сырья, иными параметрами режима обработки и вводимым видами микроорганизмов, обеспечивая интенсификацию процесса гидролиза сырья, обогащения кормовым белком, целлюлозолитическими ферментами, сохранением витаминов сырья.
Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемых технических решений критерию «новизна».
Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, направлены на достижение поставленной задачи и не выявлены при изучении данной и смежной областей науки и техники и, следовательно, соответствуют критерию «изобретательский уровень».
Способ осуществлялся следующим образом. Проводили перемешивание предварительно обработанного целлюлозосодержащего сырья с питательными добавками, внесение микроорганизмов, выдерживание и последующую обработку, причем в качестве целлюлозосодержащего сырья используют лузгу подсолнечника и свекловичный жом предварительная обработка целлюлозосодержащего сырья выполняется экструдированием при температуре 110-130°C, полученный экструдат измельчают с последующим 5-10 минутным перемешиванием и внесением в него питательных добавок в виде дрожжевого автолизата и суспензии хлореллы, при этом исходные компоненты взяты в следующем соотношении, масс, %: свекловичный жом - 15-20; лузга подсолнечника - 75-77,5; дрожжевой автолизат - 0,3-0,4; суспензия хлореллы остальное, затем в полученную смесь вносят микроорганизмы Trichoderma viride шт. F-98 в количестве 1-2% от массы смеси и выдерживают в течение 6-8 суток при температуре 26-30°C с периодическим перемешиванием, полученную влажную смесь сушат до влажности 10-12% при температуре 40-50°C и измельчают.
Хлорелла (Chlorella vulgaris) относится к зеленым кормам и среди растений имеет преимущество по очень многим показателям. Например, по химическому составу (содержанию белка, незаменимых аминокислот, витаминов, набору микроэлементов, биологически активных веществ и т.д.) с ней не могут сравниться не только водные, но и наземные растения. Хлорелла содержит около 60% протеина, 30% углеводов, 5% жира, 3% минеральных солей. Кроме того, она обладает белком высокого качества, который превосходит все известные растительные кормовые белки, так как в нем содержатся все необходимые аминокислоты, в том числе незаменимые. В ее состав входят аспарагиновая, гамма-аминомасляная и глютаминовая кислоты, глицин, серии, аланин, цистин, тирозин, пролин, β-аланин. Содержание нуклеиновых кислот в хлорелле варьирует от 4 до 7%. Питательная ценность ее белка в два раза выше соевого. В хлорелле содержатся все известные витамины и особенно много витамина С (1000-2500 мг на 1 кг СВ) и каротиноидов, обеспечивающих пигментацию животных тканей. Некоторых из них даже во много раз больше, чем в высших растениях. Кроме того, в ней имеются кобальт, медь, марганец, молибден, железо, цинк, йод и другие микроэлементы.
Используемый штамм гриба Trichoderma не является генетически модифицированным и относится к микроорганизмам непатогенным для человека, согласно классификации микроорганизмов, приведенной в Санитарных правилах СП 1.2.731-99. Работа со штаммом не требует специальных мер предосторожности.
К факторам, обуславливающим производства кормовой добавки с целлюлолитической активностью для животных с оптимальными свойствами, относится процентное соотношение между компонентами, входящими в ее состав, а также параметры обработок сырья. Для получения качественной заявляемой добавки в качестве компонентов используются сырье: свекловичный жом и лузгу подсолнечника, которые после смешивания подвергаются экструзии.
Свекловичный жом, представляющий собой стружку толщиной не более 2 мм, из которой диффузионным способом извлечено основное количество сахара. Он является ценный высокоуглеродистым продуктом с высокой энергетической ценностью. В состав жома входят (% к общей массе): пектиновых веществ - 48-50, целлюлозы - 22-25, гемицеллюлозы - 21-23, азотистых веществ - 1,8-2,5, золы - 0,8-1,3, сахара - 0,15-0,20. В свежем жоме содержится около 19 мг/кг витамина C, кроме того он содержит следующие витамины (мг/кг): B1 - 0,55, B2 - 0,20, B6 - 0,18, пантотеновая кислота - 0,21 и биотин - 0,001. В жоме относительно много кальция (1,5 г/кг), калия (0,8 г/кг) и мало фосфора (0,14 г/кг).
При этом содержание свекловичного жома должно составлять 15-20% от общей массы компонентов. Если внести в композицию меньше 15% свекловичного жома, то не обеспечит углеводный состав кормовой добавки, нужного содержания витаминов, а значит и заявленное качество, что приведет к низкой эффективности при ее использовании. Если внести более 20%, то это приведет к удорожанию кормовой добавки, снизит относительное содержание других компонентов и не приведет в увеличение ее эффективности при использовании, а и поэтому нет необходимости вводить больше этого компонента. Для того чтобы содержание витаминов и легкоусвояемых углеводов в добавке было наилучшее оптимальной количество свекловичного жома в смеси для экструдирования должно составлять 17,5% от общей массы.
Содержание лузги подсолнечной должно составлять 75-77,5% от общей массы компонентов. Если внести в композицию меньше 75% лузги подсолнечной, то не обеспечит углеводный состав кормовой добавки, необходимое содержания стимуляторов для культивирования триходермы и необходимой пористости смеси, а значит и заявленное качество, что приведет к низкой эффективности при ее использовании. Если внести более 77,5%, то это приведет к снижению содержания витаминов за счет низкой доли в смеси свекловичного жома и уменьшит содержания в кормовой добавке углеводов, свободных аминокислот и других БАВ характерных для свекловичного жома, что снизит качество кормовой добавки. Для обеспечения нужной пористости смеси, необходимого содержания стимулирующих микроорганизм веществ, удовлетворительной себестоимости кормовой добавки наилучшее оптимальной количество лузги подсолнечной в смеси для экструдирования должно составлять 76,25% от общей массы.
Подготовленное таким образом сырье увлажняли паром или водой до влажности 16-18%. Если влажность сырья будет менее 16%, то приведет к ухудшению полисахаридов в сахара и декстрины, а значит, снизит качество продукта, так как триходерма будет на этом субстрате плохо развиваться, а кроме того необработанные полисахариды плохо усваиваются птицей, которым предназначена добавка. Если влажность гранул будет более 18%, то она не позволит проводить обработку такой массы в экструдере. Оптимальная влажность сырья 17%.
Подготовленную таким образом смесь, подавали в экструдер для специальной тепловой обработки. В не зависимости от конструкции экструдера процесс включает в себя три этапа: термическая обработка под давлением, механическая деформация и ударное разряжение, в результате которого происходит, так называемый, взрыв продукта. В результате технологической обработки нашего сырья повышается качество продукта: изменяется структура сырья на молекулярном уровне, что облегчает процесс переваривания, происходит выработка ароматических веществ, повышающих вкусовые качества корма с включением добавки, нейтрализуются токсины, и уничтожаются их продуценты.
Процесс экструдирования осуществляли при температуре продукта на выходе 110-130°C. Если температура будет менее 110°C, то снижается производительность экструдера и не обеспечивает нужной глубины обработки сырья, ухудшается структура продукта (теряется пористость), что приводит к низкому качеству конечного продукта. Если температура будет более 130°C, то при обработке происходят негативные изменения в структуре и составе продукта (часть питательных веществ разрушается), что приводит к низкому качеству заявляемой добавки. Таким образом, оптимальный температурный режим продукта на выходе составляет 120°C.
В результате технологической обработке сырье приобретало вспученную пористую структуру (экструдат), затем его охлаждали до температуры, не превышающей температуру более 40-50°C, что необходимо для дальнейшего технологического процесса. Полученный экструдат дополнительно измельчали, перемешивали в течение 5-10 минут в шнековом смесителе до однородной массы.
В процессе перемешивания в экструдат дополнительно вносили дрожжевой автолизат и суспензия хлореллы из расчета, что в 100 кг смеси будет содержаться растительного сырья 97,5 кг, а дрожжевой автолизат 0,3-0,4% и суспензия хлореллы остальное.
Если внести во влажный экструдат меньше 0,3% дрожжевой автолизата, то не будет происходить активный рост микробной биомассы продуцента и накопления ферментов. Если внести более 0,4%, то эффект прироста биомассы не увеличивается, а повышается стоимость кормовой добавки и поэтому нет необходимости вводить больше дрожжевого автолизата. Для того чтобы достаточное содержание питательных элементов из дрожжевого автолизата для роста и биосинтеза целевых ферментов микроорганизмом триходермой в составе кормовой добавки его оптимальное количество должно составлять 0,35% от общей массы.
Соотношение дрожжевого автолизата и экструдата, содержащего легкодоступные углеводы, другие питательные вещества и их концентрация подобраны таким образом, чтобы не только максимально увеличить биосинтез ферментов триходермой и синтез биомассы, но и обеспечить низкую себестоимость заявляемой кормовой добавки для сельскохозяйственных животных.
Добавление дрожжевого автолизата важный технологический этап, который обеспечивает поступление в состав добавки питательных веществ для роста микроорганизма - продуцента ферментов, микробного белка витаминов и других БАВ. Дрожжевой автолизат содержится, %: сухого вещества - 91,6, обменной энергии 291 ккал/100 г, сырого протеина - 64,12, сырого жира - 2,54, сырой клетчатки - 0,34, кальция - 0,45, фосфора - 1,89, доступного фосфора - 1,55, натрия - 0,21, линолевой кислоты - 0,12, лизина - 8,95, метионина - 1,74, метионина + цистина - 1,79, триптофана - 0,65, аргинина - 2,39, гистидина - 2,19, лейцина - 4,49, изолейцина - 3,96, фенилаланина - 2,76, тирозина - 2,12, треонина - 2,60, валина - 3,95, глицина - 3,96. Благодаря наличию в нем углеводов, а также витаминов, аминокислот и минеральных элементов в легко ассимилируемых формах является мощным стимулятором роста триходермы и увеличивает ее способность синтезировать целевые ферменты.
Клетки штамма Chlorella vulgaris ИФР №С-111 для получения суспензии хлореллы при температуре 28-30°C и интенсивности освещения 900-1000 лк.
Если температуру снизить ниже 28°C, то рост и деление клеток хлореллы будет медленный, биосинтез будет снижен, и он не достигнет необходимого титра. Если температура культивирования окажется выше 30°C, то рост и деление клеток хлореллы также будет снижаться, а ее дальнейшее повышением может привести к гибели микроорганизмов. Поэтому для достижения необходимой концентрации клеток хлореллы и высокой активности метаболической активности оптимальной температурой культивирования является температура 29°C.
Если интенсивность освещения культуры хлореллы при ее выращивании будет менее 900 лк, то это приведет к снижению фотосинтетической активности, а значит и метаболизм, что в конечном итоге снизит концентрацию клеток в суспензии. Если интенсивность освещения культуры хлореллы при ее выращивании будет более 1000 лк, то увеличит энергопотребление без увеличения интенсивности роста и деления клеток суспензии. Поэтому оптимальной интенсивностью освещения для культуры хлореллы является 950 лк.
На следующем технологическом этапе получения кормовой добавки в полученную смесь вносят микроорганизм Trichoderma viride шт. F-98 в виде жидкой маточной культуры, полученной на ферментере в количестве 1-2% от массы смеси. Если засевная доза культуры микроорганизмов будет менее 1%, то этого количества микроорганизмов будет недостаточно для активного наращивания биомассы и накопления ферментного комплекса, а значит и биотрансформации целлюлозно-лигниновых компонентов субстрата. Если засевная доза культуры микроорганизмов будет более 2%, то это приведет к удорожанию добавки без увеличения ее эффективности и качественных характеристик. Поэтому оптимальной засевной дозой культуры микроорганизмов является 1,5%.
Эффективность процесса получения кормовой добавки с заданными свойствами обеспечивается путем выдерживания влажной смеси иннокулированной продуцентом при температуре 26-30°C в течение 6-8 суток при равномерном перемешивании.
Если время культивирования микроорганизма составит менее 6 суток, то качество добавки будет низкое из-за высокого содержания клетчатки, которая не подверглась разрушению, активность ферментов будет низкая и малое содержание кормового белка. Если время культивирования микроорганизма составит более 8 суток, то увеличивает время технологического процесса, а, кроме того, снижается качество добавки, так как обработанная зеленая масса становится пластилинообразной, что затрудняет ее ввод и равномерное распределение по добавке. Таким образом, оптимальным временем культивирования микроорганизма Trichoderma viride является 7 суток.
Температурой культивирования продуцента является интервал 26-30°C. Если температуру снизить ниже 26°C, то рост микроорганизма будет медленный, биосинтез будет снижен, и он не достигнет необходимого титра за 7 суток ферментации. Если температура культивирования окажется выше 30°C, то рост продуцента также будет снижаться, а ее дальнейшее повышением может привести к гибели микроорганизмов. Поэтому для достижения необходимой биомассы гриба и высокой активности целевых ферментов оптимальной температурой культивирования является температура 28°C.
На заключительном этапе полученный продукт с помощью стационарной барабанной сушилки обезвоживают при температуре 40-50°C до влажности 10-12%. Если температура обработки будет менее 40°C, то этого будет недостаточно для эффективной сушки в оптимальные сроки до требуемой влажности, кроме того, воздействие этой температуры приведет к инактивации ферментного комплекса. Если температура сушки будет более 50°C, то высокие энергозатраты будут значительно увеличивать стоимость продукта. Кроме того, при высоких температурах будет происходить потери усвояемого животными микробного белка, и инактивируется ферментный комплекс. Поэтому оптимальной температурой обработки является 45°C.
Если конечная влажность продукта будет менее 10%, то это экономически не обосновано из-за перерасхода энергоносителей на высушивание и данная добавка гигроскопична и будет поглощать влагу воздуха, а значит, необходимость такой низкой влажности не имеет необходимости. Если влажность продукта будет более 12%, то в процессе хранения ферментный комплекс будет инактивироваться, а сама добавка легко инфицироваться микроорганизмами и может стать источником токсикозов животных. Поэтому оптимальной влажностью кормовой добавки является влажность 11%.
Пример конкретного осуществления способа получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу в ООО «Биопрод», Абинского района Краснодарского края.
Компоненты заявляемой кормовой добавки (свекловичный жом и лузгу подсолнечника) из накопительных бункеров пропускали через магнитную колонку, сепаратор для отбора металломагнитных и сорных примесей и далее направляли в бункер. Из него указанные компоненты посредством питателя (дозатора) направляют в смеситель.
Причем подготовленные компоненты (свекловичный жом и лузгу подсолнечника) дозируют в объемных и весовых дозаторах в следующем соотношении: свекловичный жом 350 кг и лузга подсолнечника 1525 кг. Смешивание компонентов после дозирования осуществляли в смесителе непрерывного действия при объемном дозировании или в смесителе периодического действия при весовом дозировании. Требуемое качество смешивания обеспечивается при работе смесителя в паспортном режиме. В подготовленное таким образом сырье увлажняли. Эту операцию проводили или водой или паром до влажности 17%. Технически это проводили с использованием в составе линии увлажнительной машины ЗУМ-2 или БУВ-10.
Подготовленную таким образом смесь подали посредством питателя (дозатора), смонтированного непосредственно на экструдере на экструдирование, которая осуществляется в экструдере КМЗ-2. Процесс экструдирования осуществляли в следующем оптимальном режиме: температура продукта на выходе - 120°C; нагрузка основного двигателя - 55 А при напряжение в сети двигателя питателя - 125 В.
В шнеке экструдера устанавливают шайбы диаметром 117,5 мм и 125 мм. Производительность экструдера составляет 250-300 кг/ч. Разогрев экструдера и вывод его на рабочий режим осуществлялась с применением пшеницы, так как она экструдируется без затруднений. Выходящий из экструдера при его нормальной работе продукт в виде гранул длиной 20-30 мм имеет вспученную пористую структуру. Объемная масса заявляемой кормовой добавки составляла 300-320 кг/м2.
На следующем этапе обработанное на экструдере сырье направлялась в охладитель. Охлаждение экструдата производится до температуры, не превышающей температуру 40-50°C.
Полученный экструдат дополнительно перемешивали в течение 5-10 минут в шнековом смесителе до однородной массы и увлажняли суспензией хлореллы до оптимальной влажности, и дополнительно добавляя дрожжевого автолизата в количестве 7 кг. Такое соотношение сухих и влажных компонентов обеспечивают оптимальную влажность. Кроме того, добавление дрожжевого э автолизата оптимизирует содержание в смеси Сахаров и азотистых соединений, необходимых для роста и развития микробной составляющей кормовой добавки.
Суспензию хлореллы получали путем культивирования на среде Тамийя штамма Chlorella vulgaris ИФР №С-111 при постоянной температуре 28-30°C и интенсивности освещения 900-1000. лк. В процессе культивирования питательную среду барботировали нестерильным воздухом с добавлением углекислого газа в дневное время суток. Процесс культивирования заканчивали при достижении в питательное среде концентрации клеток 25 млн. в 1 мл. Полученную суспензию хранили при 8-10°C и расходовали по мере необходимости до следующей генерации хлореллы. Морфологические признаки Chlorella vulgaris ИФР №С-111. Молодые клетки слабоэллипсоидные, размером от 1,5 до 2,0 мкм. Взрослые - шаровидные, на жидкой питательной среде, диаметром 6-9 мкм. Хлоропласт широкопоясковидный незамкнутый зеленого цвета. Клетки делятся на 2-8, очень редко на 16 автоспор.
На следующем технологическом этапе в полученную смесь вносят микроорганизм Trichoderma viride шт. F-98 в виде жидкой маточной культуры, полученной на ферментере в количестве 30 кг для биотрансформации предварительно эксрудированого целлюлозолигнинового комплекса растительного сырья, синтеза витаминов и антибиотических факторов и обогащение смеси микробным белком. Этот процесс обеспечивается путем выдерживания влажной смеси при температуре 28°C в течение 7 суток ферментации. Для ускорения процесса биотрансформации сырье периодически перемешивают.
Полученную таким образом массу при необходимости добавка досушивалась до влажности в среднем 11% с помощью стационарной барабанной сушилки (марки СЗСБ-8А) при температуре 45°C.
На заключительном этапе кормовую добавку для обеспечения требуемой крупности подвергали измельчению на валковом измельчителе и расфасовывали в крафт-мешки по 15 кг.
Промышленная эффективность предлагаемой кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1. Научно-хозяйственный опыт на цыплятах-бройлерах кросса «СК Русь-4». Условия проведения экспериментов (освещенность, вода и другие факторы) и все технологические показатели (плотность посадки птицы, фронты кормления и поения и т.д.), не являющиеся предметом изучения при проведении исследований, поддерживали в соответствии с общепринятыми и действующими на период проведения опытов. Схема опыта представлена в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Схема опыта на цыплятах-бройлерах | ||
| Группа | Поголовье, шт. | Характеристика рационов |
| контроль | 32 | Основной рацион без ферментов |
| 1-я опытная | 32 | ОР + Ксибитен |
| 2-я опытная | 32 | ОР + заявляемая добавка |
В конце опыта было установлено влияние заявляемой кормовой добавки на рост и сохранность цыплят-бройлеров (табл.2). Как видно из представленных данных, применение заявляемой добавки в комбикормах для цыплят-бройлеров обеспечивает не только высокие значения сохранности, но и высокие среднесуточные приросты и низкий расход кормов.
Пример 2. Для проверки эффективности предлагаемой кормовой добавки проведен эксперимент на перепелах. Были сформированы две группы: опытную и контрольную (по 80 голов) из птиц породы Фараон яично-мясного направления продуктивности (табл.3).
| Таблица 2 | |||
| Влияние заявляемой кормовой добавки на рост и сохранность цыплят-бройлеров | |||
| Показатель | Группа | ||
| Контроль | 1-я опытная Ксибитен | 2-я опытная Заявляемая добавка | |
| Масса птицы, г | |||
| начальная | 35,5±1,4 | 36,6±1,6 | 36,2±0,9 |
| конечная | 1908,0±80,1 | 2104,0±89,9* | 2141,8±42,6* |
| Суточный привес 1 головы, г | 44,6 | 49,3 | 50,1 |
| Расход кормов, кг | |||
| на 1 гол. | 4,3 | 4,3 | 3,9 |
| на 1 кг | 2,3 | 2,0 | 1,9 |
| Сохранность, % | 90,6 | 93,7 | 100 |
| * P<0,05. |
Птицу опытных и контрольных групп содержали в одинаковых стандартных условиях. До 25-дневного возраста перепелов выращивали на глубокой подстилке в отдельных специализированных боксах площадью 6 м2, которые оборудованы брудерами для локального обогрева (каждая группа была в отдельном боксе).
| Таблица 3 | ||
| Схема опыта на перепелах | ||
| Группа | Поголовье, шт. | Характеристика рационов |
| контроль | 80 | Основной рацион |
| опытная | 80 | ОР + заявляемая добавка |
Зоогигиенические параметры (температура, влажность, концентрации аммиака, динамика освещенности) соответствовали норме. Температура под брудером 33-34°C, в боксе 29-30°C. В 23 дня часть перепелов из каждой группы отсадили в отдельные клетки (по 40 голов в каждую). Фармакологических обработок не проводили, вакцин не применяли. Результаты экспериментов по влиянию заявляемой кормовой добавки на рост и сохранность перепелов и расход кормов представлены в таблице 4.
Как видно из представленных данных, применение заявляемой добавки в комбикорме для перепелов обеспечивает увеличение суточного прироста, расход кормов снижается и сохранность выше в сравнении с контролем, где не применялась добавка.
| Таблица 4 | ||
| Влияние заявляемой кормовой добавки на рост и сохранность перепелов | ||
| Показатель | Группа | |
| Контроль | Опыт | |
| Заявляемая добавка | ||
| Масса птицы, г | ||
| 7 | 37,5 | 37,4 |
| 28 | 143,6 | 154,4 |
| 49 | 190,1 | 209,1 |
| Суточный привес 1 гол. в, г | ||
| 28 | 3,78 | 4,18 |
| 49 | 3,11 | 3,50 |
| Расход кормов, кг | ||
| на 1 гол. | 5,8 | 5,4 |
| на 1 кг | 3,1 | 2,9 |
| Сохранность, % | 90,4 | 100 |
Высокая сохранность объясняется тем, что в процессе производства добавки происходит уничтожение вредных микроорганизмов - продуцентов токсинов и возбудителей заболеваний.
На заключительном этапе исследования для оценки витаминных качеств кормовой добавки у перепелов в 49 дней проведен контрольный убой были взяты печень для определения уровня витаминов A и B2 и каротина. Результаты приведены в табл.5.
| Таблица 5 | |||
| Содержание каротина, витаминов A и B2 в печени перепелов | |||
| Группа | Каротин, мкг/г | Витамин A, мкг/г | Витамин B2, мкг/г |
| контрольная | 1,72±0,07 | 214,4±17,6 | 16,4±0,2 |
| опытная | 3,59±0,06 | 341,5±14,9 | 18,9±0,1 |
Как видно из них, добавление в корм заявляемой кормовой добавки не только улучшает зоотехнические показатели у птицы, но и приводит к увеличению депонирования каротина и витаминов в печени, что в конечном итоге повышает пищевые качества животноводческой продукции и увеличивает ее потребительские качества.
Пример 3. Для проверки эффективности предлагаемой кормовой добавки проведен эксперимент на свиньях. Были сформированы две группы по 20 голов: опытную и контрольную (табл.6).
| Таблица 6 | ||
| Схема опыта на свиньях | ||
| Группа | Поголовье, шт. | Характеристика рационов |
| контроль | 20 | Основной рацион |
| опытная | 20 | ОР + заявляемая добавка |
Показатели продуктивности поросят-отъемышей и свиней на откорме представлены в таблице 7.
| Таблица 7 | ||
| Результаты откорма свиней (M±m) | ||
| Показатель | Группа | |
| контрольная | опытная | |
| Количество животных в группе, гол. | 20 | 20 |
| - в начале откорма | 47,5±0,9 | 48,9±1,1 |
| - в конце откорма | 103,18±1,4 | 118,6±1,8 |
| Абсолютный прирост живой массы за период откорма, кг | 55,68 | 69,70 |
| Среднесуточный прирост за период откорма, г | 696±11,6 | 871±12,0** |
| Затраты корма на 1 кг прироста, кг | 4,63 | 4,36 |
| * - P>0,95; ** - P>0,99 |
Как видно из таблицы за период откорма наибольший абсолютный прирост живой массы отмечен у подсвинков опытной группы - 69,70 кг, что на 25,2% выше, чем у аналогов контрольной группы. При этом затраты корма на 1 кг прироста ниже на 270 г.
Переваримость питательных веществ корма происходит благодаря обогащению ее целлюлозоразрушающими ферментами, содержащихся в добавке (активность 60-65 ед./г.). Наличие белка и витаминов в составе добавки позволяют получить увеличение значений живой массы в сравнении с контролем.
Таким образом, промышленное применение заявляемой добавки в комбикормах позволило установить ее высокую эффективность применения. Кроме того, заявленный способ получения кормовой добавки позволяет получить экологически безопасную, биологически полноценную, содержащую микробный белок, витамины и ферментный комплекс добавку, введение которой в комбикорм позволяет получить высокие хозяйственные результаты.
Способ получения кормовой добавки для сельскохозяйственных животных из растительного сырья, содержащей хлореллу, включающий перемешивание предварительно обработанного целлюлозосодержащего сырья с питательными добавками, внесение микроорганизмов, выдерживание и последующую обработку, отличающийся тем, что в качестве целлюлозосодержащего сырья используют лузгу подсолнечника и свекловичный жом, предварительная обработка целлюлозосодержащего сырья выполняется экструдированнием при температуре 110-130°C, полученный экструдат измельчают с последующим 5-10-минутным перемешиванием и внесением в него питательных добавок в виде дрожжевого автолизата и суспензии хлореллы, при этом исходные компоненты взяты в следующем соотношении, мас.%:
| свекловичный жом | 15-20 |
| лузга подсолнечника | 75-77,5 |
| дрожжевой автолизат | 0,3-0,4 |
| суспензия хлореллы | остальное, |
затем в полученную смесь вносят микроорганизмы Trichoderma viride шт. F-98 в количестве 1-2% от массы смеси и выдерживают в течение 6-8 суток при температуре 26-30°C с периодическим перемешиванием, полученную влажную смесь сушат до влажности 10-12% при температуре 40-50°C и измельчают.
