Способ определения энергетической ценности зерна белого люпина

(57) Заявленное изобретение относится к области кормопроизводства и предназначено для определения энергетической ценности зерна белого люпина. Энергетическую ценность определяют на основе расчета энергий активации химических компонентов как сумму энергий активации оболочки и ядра зерна белого люпина, умноженную на массовую долю оболочки и ядра в зерне соответственно. Для расчета энергии активации используют данные термогравиметрического и дифференциально-термического анализа, полученные при непрерывном нагревании образцов со скоростью 20 град/мин до термического разложения компонентов оболочки и ядра зерна. Изобретение позволяет быстро и точно оценить энергетическую ценность кормов из зерна белого люпина для кормления сельскохозяйственных животных. 3 табл., 8 пр.

 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству и оценке энергетической ценности кормов, для животных (сельскохозяйственных и домашних), содержащих зерно белого люпина.

Современная система нормированного сбалансированного кормления животных основана на оценке питательности/переваримости кормов по расчету обменной энергии (ОЭ) при использовании экспериментальных данных балансовых опытов или по данным химического состава корма из справочной и научной литературы. Обменную энергию рассчитывают по химическому составу корма с учетом содержания сырого протеина, сырого жира и углеводов в виде безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) и с учетом коэффициентов их переваримости и энергетической ценности (содержания энергии в джоулях). Однако достоверность рассчитанных данных об обменной энергии корма зависит от точности химического анализа всех компонентов питательных веществ.

Изучение химического состава и энергетической ценности зерна белого люпина на примере семи сортов белого люпина селекции РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева и производственных посевов в учхозе имени И.В.Мичурина Тамбовской области проведено в 2008-2012 гг. по образцам, полученным в течение 2-3 смежных лет (Штеле А.Л., Цыгуткин А.С., Терехов В.А. Биологическая и кормовая ценность зерна белого люпина как источника корма для сельскохозяйственной птицы // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Т. 1. - Белгород: Издательство «Отчий край», 2012. - С. 339-344).

Расчет энергетической ценности люпина (табл.1) проводили по химическому составу и коэффициентам усвояемости питательных веществ по формуле:

ОЭккал/100г=4.20СП×74%СП×%С+9,20СЖ×86%СЖ×%СЖ+4,13БЭВ×57%БЭВ×%БЭВ

Таблица 1
Химический состав (%) и энергетическая ценность белого люпина (по смежным урожаям 2008-2009 гг.)
Показатель Старт Мановицкий Гамма Дельта Дега Детер Деснянский В среднем
Влага 9,92 10,01 8,86 8,66 8,93 8,92 8,78 9,15
Сухое вещество 91,08 89,99 91,14 91,34 91,07 91,08 91,22 90,95
ОЭ, ккал 100 г 261 261 269 269 267 268 274 267
ОЭ, МДж/кг 10,93 10,93 11,26 11,26 11,18 11,22 11,47 11,18
Сырой протеин 33,62 34,25 34,97 33,09 33,37 34,69 31,97 33,71
Сырой жир 10,41 9,57 10,70 11,06 10,67 10,35 11,58 10,62
Сырая клетчатка 10,04 9,98 10,01 10,19 10,48 9,58 9,52 9,97
БЭВ 33,42 33,12 32,07 33,52 33,04 33,18 35,01 33,30
Сырая зола 3,59 3,07 3,39 3,48 3,51 3,28 3,14 3,35

Дополнительно в 2012 г. проведены исследования химического состава трех образцов корма из белого люпина: цельное зерно, обрушенное зерно (ядро) и внешняя оболочка (таблица 2).

Таблица 2
Химический состав (%) и энергетическая ценность кормовых продуктов зерна белого люпина
Показатель Цельное зерно Обрушенное зерно Оболочка
Влага 12,08 10,57 10,66
Сухое вещество 87,92 89,43 89,34
Обменная энергия: ккал/100 г 264 305 252
МДж/кг 11,09 12,80 10,58
Сырой протеин 35,19 42,06 4,31
Сырой жир 9,64 11,03 1,28
Сырая клетчатка 9,40 1,74 37,90
БЭВ 33,69 34,60 45,85
Сырая зола 3,32 3,62 2,09
Кальций 0,30 0,14 0,72
Фосфор 0,40 0,49 0,03

Исследования химического состава зерна белого люпина проведены в Испытательном центре ВНИТИП РАСХН, расчеты энергетической ценности корма выполнены в лаборатории белого люпина РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева.

Известен способ определения обменной энергии корма из белого люпина, основанный на определении содержания сырого протеина, сырого жира, крахмала и сахара. Сырой протеин определяют по Къельдалю, сырой жир в аппарате Сокслета. Определение сахара и крахмала основано на экстракции из корма растворимых углеводов (сахаров) дистиллированной водой при температуре 70-80°С и последующем гидролизе крахмала в концентрированной соляной кислоте. В расчетах энергетической ценности кормов клетчатку не учитывают (Оценка качества кормов, органов, тканей, яиц и мяса птицы: Методическое руководство для зоотехнических лабораторий. ВНИТИП: Сергиев-Посад.-2009. - 112 с. Прототип).

Расчет обменной энергии (ОЭ) в кДж/100г корма из зерна люпина рассчитывают по уравнению регрессии:

ОЭ=4,184(53+38 × % сырого протеина+2,25 × % сырого жира+1,1×%БЭВ) (1)

Недостатком данного способа определения энергетической ценности зерна белого люпина является длительность анализа при определении химического состава образцов зерна, большие энерго- и трудозатраты, связанные с применением большого количества дорогостоящих химических реактивов.

Задача изобретения - снизить энерго- и трудозатраты на определение энергетической ценности зерна белого люпина, при одновременном повышении точности.

Поставленная задача достигается тем, что энергетическую ценность определяют на основе расчета энергий активации химических компонентов как сумму энергий активации оболочки и ядра зерна белого люпина, умноженную на массовую долю оболочки и ядра в зерне соответственно. Для расчета энергии активации используют данные термогравиметрического и дифференциально-термического анализа, полученные при непрерывном нагревании образцов со скоростью 20 град/мин до термического разложения компонентов оболочки и ядра зерна.

Образцы веществ имеют индивидуальную термическую характеристику, которая отражает его поведение при нагревании и зависит от состава, свойств его структуры, механизма и кинетики реакций термического превращения. После обработки кривых дифференциально-термического анализа получают качественную характеристику состава исследуемых образцов, а по площади и высоте пиков - количественную характеристику состава вещества. Расчет термодинамических характеристик проводят, исходя из предположения, что реакции относятся к реакциям разложения -мономолекулярным и для них справедливо кинетическое уравнение:

d C d t = k 0 b e E / R T C , ( 2 )

где C - доля вещества (A), принимающая участие в реакции и остающаяся в какой-нибудь ее стадии; k - константа скорости реакции из уравнения k=k0·e-E/RT; k0 - предэкспоненциальный множитель; n - порядок реакции; E - энергия активации, ккал/моль; R - 1,987 кал/моль·град; T - абсолютная температура в градусах Кельвина, b = d T d t .

Для последующих расчетов термодинамических характеристик и параметров кинетического уравнения, оценки химического состава образцов зерна белого люпина используют компьютерное программное обеспечение.

Для определения химического состава зерна белого люпина образец помещают в термоаналитический комплекс на базе дериватографа, где нагревают образец в атмосфере воздуха со скоростью 20 град/мин, в качестве стандарта применяют каолин. Нагрев осуществляют до температуры 450°C в течение 20 мин. Проводят отдельно анализ оболочки зерна и ядра белого люпина с учетом массовой доли оболочки и ядра в зерне люпина.

Пример 1 (по прототипу). Определяют в ядре зерна белого люпина (массовая доля ядра в зерне 0,83) сорта Дега методом химического анализа содержание сырого протеина, сырого жира, сахара и крахмала и проводят расчет обменной энергии по уравнению (1). Результаты расчета обменной энергии представлены в таблице 3.

Пример 2 (по прототипу). Определяют в оболочке зерна (массовая доля оболочки в зерне 0,17) белого люпина сорта Дега методом химического анализа содержание сырого протеина, сырого жира, сахара и крахмала и проводят расчет обменной энергии по уравнению (1). Результаты расчета обменной энергии представлены в таблице 3.

Пример 3. Образец оболочки зерна белого люпина сорта Дега помещают в термоаналитический комплекс и нагревают со скоростью 20 град/мин до температуры 950°C. Образец сравнения - каолин. Контролируют одновременно потерю массы образца в ходе анализа (кривая ТГ), тепловые эффекты (кривая ДТА) и максимумы пиков при термическом разложении (кривая ДТГ). Проводят расчет массовой доли каждого из компонентов в образце по данным потери массы и температурам максимумов пика, энергий активации по уравнению (2). Затем рассчитывают энергетическую ценность образца по уравнению:

E=m1×Ea1+m2×Ea2+… +mn×Ean (3),

где Е - энергетическая ценность образца, mn - массовая доля n-го компонента в образце, Еan - энергия активации n-го компонента.

Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3. Из результатов термоанализа следует, что основная потеря массы образцов - разложение органических компонентов - происходит до температуры 400°C. Также отмечено, что до температуры 150-180°C происходит выделение из образцов гигроскопической или внутрисвязанной воды. Поэтому в последующих расчетах энергетической ценности принимаются компоненты, которые разлагаются в интервале 180-400°C.

Пример 4. Аналогичен примеру 3. Отличие состоит в том, что в качестве образца для анализа используют ядро зерна белого люпина сорта Дега. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.

Пример 5. Аналогичен примеру 4. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют со скоростью 10 град/мин. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.

Пример 6. Аналогичен примеру 4. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют со скоростью 10 град/мин до температуры 650°C. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.

Пример 7. Аналогичен примеру 4. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют до температуры 650°C. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.

Пример 8. Аналогичен примеру 7. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют до температуры 450°C, скорость нагрева составляет 20 град/мин. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.

Энергетическую ценность зерна рассчитывают с учетом массовой доли оболочки зерна и ядра белого люпина и суммарных энергий активации, рассчитанных по уравнению (3) следующим образом:

Езерна=mобол×Eобол+mядро×Eядро (4).

Таблица 3
Результаты расчета энергетической ценности (кДж/100г)
Пример Eядро Eобол Eзерна Примечание
1 1045
2 108 1153 По формуле (4) из примера 1 и 2
3 110
4 1049 1159 По формуле (4) из примера 3 и 4
5 1053 1163 По формуле (4) из примера 3 и 5
6 1048 1158 По формуле (4) из примера 3 и 6
7 1050 1160 По формуле (4) из примера 3 и 7
8 1047 1157 По формуле (4) из примера 3 и 8

По данным термического анализа можно сделать вывод о том, что увеличение температуры нагрева образцов более 450°C не приводит к изменению расчетных значений энергетических характеристик, а только увеличивает время эксперимента и энерго- и трудозатраты. Снижение скорости нагрева с 20 град/мин до 10 град/мин также не приводит к изменению расчетных значений энергетических характеристик, однако при этом возрастает в два раза время эксперимента.

Использование предложенного способа позволит снизить энерго- и трудозатраты на определение энергетической ценности зерна белого люпина, при одновременном повышении точности.

Способ определения энергетической ценности зерна белого люпина на основе расчета энергий его химических компонентов, отличающийся тем, что энергетическую ценность определяют как сумму энергий активации оболочки и ядра зерна белого люпина, умноженную на их массовую долю в зерне, а энергии активации рассчитывают по данным термогравиметрического и дифференциально-термического анализа, полученным при непрерывном нагревании образцов со скоростью 20 град/мин до температуры термического разложения органических компонентов оболочки и ядра зерна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к ветеринарии и может быть использовано для мониторинга эструса и овуляции животных и планирования предпочтительного времени оплодотворения.

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии, нанотехнологиям микродвигателей, а также к другим областям для проведения анализа и характеристики материалов.

Изобретение относится к способу и системе автоматизированного контроля процессов в первичных и вторичных отстойниках или отстойниках-илоуплотнителях очистных сооружений объектов водоотведения жилищно-коммунального хозяйства.

Изобретение относится к области биотехнологии, конкретно к фосфолипидному флуоресцентному зонду, и может быть использовано в медицине. Указанный фосфолипидный флуоресцентный зонд, характеризующийся следующим названием 1-[13-(4,4-дифтор-1,3,5,7-тетраметил-4-бора-3а,4а-диаза-s-индацен-8-ил)тридеканоил]-2-(10-{[(2-гидроксинафтил-1)азофенил-4]азофенил-4}деканоил)-sn-глицеро-3-фосфохолин, используют в составе тест-системы для определения активности фосфолипазы А2 группы IIA (секФЛА2(IIA)) в сыворотке крови, которая также содержит везикулярную фосфолипидную матрицу для включения зонда, состоящую из фосфатидилхолина, лизофосфатидилхолина и фосфатидилглицерина, буферный раствор и фосфолипазу А2 пчелиного яда в качестве стандарта.

Изобретение относится к области воздухотехнического оборудования помещений здравоохранения и предназначено для контроля качества воздуха в операционном помещении.

Использование: для применения в мониторинге множества параметров, таких как время, температура, время-температура, оттаивание, замораживание, микроволновое излучение, влажность, ионизирующее излучение, стерилизация и химикаты.

Изобретение относится к созданию структур на основе полупроводниковых нанокристаллов и органических молекул, которые могут быть использованы в качестве микрофлюидных элементов в оптоэлектронных устройствах.

Использование: для испытаний образцов многослойных материалов на прочность к действию рентгеновского излучения (РИ) ядерного взрыва (ЯВ). Сущность: испытываемый образец материала устанавливают на мишень импульсомера, облучают образец потоком электронов по критерию равенства импульса давления, сообщаемого преграде из конструкционного материала действием потока электронов и рентгеновского излучения, и замеряют импульс давления.

Использование: для испытаний образцов многослойных материалов на прочность к действию ударных нагрузок ядерного взрыва, в частности рентгеновского излучения. Сущность: заключается в том, что выполняют предварительное определение толщины сублимированного слоя материала и его удаление, закрепление взрываемой фольги на испытываемый образец, а также неравномерный контактный нагрев материала электронагревателем, разряд через электропроводящую фольгу импульса электрического тока, приводящий к взрыву фольги и нагружению образца механическим импульсом давления от взрывной ударной волны, при этом дополнительно определяют и проводят удаление слоя материала, равного толщине лицевых отколов, а также производят объемный нагрев материала образца КВЧ-излучением и поверхностный - электронагревателем.
Изобретение относится к области медицины и предназначено для прогнозирования успешности профилактики инфекционных осложнений у недоношенных новорожденных детей в период выхаживания в условиях стационара.

Изобретение относится к области поверхностных явлений и может быть использовано в разных отраслях, в том числе для характеристики дисперсных материалов или раздробленных материалов, песка, цемента и т.п. Способ характеризуется тем, что изучаемый дисперсный материал помещают в шаблон, выполненный в виде пластины, имеющей свободное пространство в своем центре, который располагают в центре ограничительной окружности, нанесенной на легко сменяемой поверхности, или в кювету с известной внутренней площадью, накрывают слоем воды, на который воздействуют поверхностно-активным веществом, фиксируют появление движущихся объектов и рассчитывают скорость их движения с последующим расчетом скорости перемещения воды по поверхности дисперсного материала. 6 прим., 1 табл., 6 ил.

Изобретение относится к области экологии и предназначено для мониторинга загрязнения природной среды от техногенного точечного источника аэрозольно-пылевых загрязнений. Способ включает выбор совокупности веществ, для которых будет проводиться мониторинг местности вокруг точечного источника, определение маршрута пробоотбора по сезонному направлению ветра и построение карты изолиний загрязнений по полученным данным. Выбирают вектор преобладающего сезонного направления ветра. На этом векторе проводят отбор проб для каждого загрязнителя в двух точках r1 и r2, отстоящих от точечного источника на расстояниях в интервале от 5 высот источника (h) до 15 высот источника. Вычисляют коэффициенты В=ln(q1/q2·exp(С·((1/r2)-(1/r1))))/ln(r1/r2) и А=q1/(r1B)·exp(-C/r1), где q1 и q2 - концентрации загрязнителя в точках пробоотбора r1 и r2, С=30·h. Вычисляют одномерный профиль концентрации загрязнителя по направлению преобладающего ветра по формуле F(R,А,В)=A·RB·exp(-C/R), где R - текущее расстояние от источника, и переход к площадной картине распределения загрязнителя на местности происходит путем умножения удельной концентрации F(R,A,B) на транспонированную функцию розы ветров G(φ+180°), известную из метеонаблюдений для данного региона в выбранный сезон. Способ позволяет быстро и точно оценить степень загрязнения природной среды от техногенного точечного источника. 3 ил., 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области радиобиологии и экспериментальной медицины. Способ оценки фармакологических и токсикологических свойств веществ заключается в том, что исследуемое вещество вносят в питательную среду личинок и мух Drosophila melanogaster, сочетающих в своем геноме гипоморфные мутации ss- и СG5017-генов. Облучают личинок и мух ионизирующими лучами дозой в 1-10 рентген. Оценивают жизнеспособность, структуры конечностей и уровень транскрипции генов CG 1681, CYP6G1 и ss. Сравнивают полученные характеристики мух, выращенных на среде, содержащей исследуемое вещество, и мух, выращенных на среде, не содержащей исследуемое вещество, облученных и необлученных, и определяют фармакологические свойства вещества по результатам сравнения жизнеспособности, количества тарзальных сегментов конечности и уровня транскрипции генов CG 1681, CYP6G1 и ss у мух всех сформированных групп. Способ позволяет осуществить эффективный быстрый направленный отбор и определить свойства веществ с токсикопротекторными, радиопротекторными, токсикосенсибилизирующими и радиосенсибилизирующими свойствами. 7 ил., 2 табл., 2 пр.
Изобретение относится к способу оценки антиоксидантной активности растительного сырья из сабельника болотного (Comarum palustre L.). Способ оценки антиоксидантной активности растительного сырья из сабельника болотного (Comarum palustre L.) заключается в определении антиоксидантной активности в водных настоях сабельника болотного по снижению уровня свободно-радикального окисления, который определяют по уровню малонового диальдегида (МДА) методом взаимодействия с тиобарбитуровой кислотой в модельной системе перекисного окисления липидов, представленной полученными из лецитина липосомами. Вышеописанный способ снижает трудоемкость определения антиоксидантной активности и упрощает обработку полученных результатов, снижает стоимость проведения анализа, повышает точность определения. 1 табл.
Способ определения величины свободнорадикальной активности твердых материалов относится к области экологического тестирования, контроля качества строительных и др. материалов и может быть использован для определения негативного воздействия твердых материалов на живые организмы. Способ включает выбор и подготовку исследуемых образцов, отбор заданных объемов растворов компонентов тестовой системы, помещение в кювету исследуемых образцов и компонентов тестовой системы, регистрацию хемилюминесценции с последующей количественной оценкой ее величины с учетом фонового сигнала хемилюминесценции. При этом берут массу навески образца исследуемого материала, соответствующую величине удельной поверхности 0,20±0,05 м2/г, а в случае, когда не представляется возможным определить величину удельной поверхности исследуемого образца, берут навеску 0,010±0,005 г. Помещают навеску образца исследуемого материала в кювету и последовательно добавляют компоненты тестовой системы: 0,01М раствор люминола в 0,5М растворе NaOH и раствор пероксида водорода 20-30% концентрации до заполнения рабочего объема кюветы, соблюдая соотношение люминол:пероксид водорода равным 2:5. И затем регистрируют значения хемилюминесценции в течение 125 минут и подсчитывают суммарную величину хемилюминесценции. Достигаемый при этом технический результат заключается в выявлении свободнорадикальной активности твердых материалов методом регистрации хемилюминесценции с помощью системы химических реагентов без использования биологических субстратов в тестовой системе. 3 табл., 3 пр.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано для прогнозирования ранней стадии апоптоза лимфоцитов. Для этого выделяют клетки, инкубируют их 48 часов при температуре 37°C и 5% содержании CO2 с добавлением индуктора апоптоза дексаметазона в концентрации 10-4 моль/мл. Жизнеспособность лимфоцитов определяют количественно по включению трипанового синего с последующим определением концентрации восстановленного и окисленного глутатионов в лизате лимфоцитов после предварительной инкубации в течение 30 минут с 10 мМ 2-винилпиридина. Раннюю стадию апоптоза лимфоцитов прогнозируют при одновременном комплексном снижении концентрации восстановленного глутатиона на 17% и более и увеличении концентрации окисленного глутатиона на 19% и более по сравнению с контролем. Использование предлагаемого способа в медицинской практике позволяет прогнозировать статус антиоксидантной системы организма при различных заболеваниях по оценке ранней стадии апоптоза лимфоцитов. 1 табл.

Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано при определении химического состава материалов, содержащих кусковой металл, используемых в качестве сырья при производстве чугуна. Способ включает разделение материала на металлическую и шлаковую составляющие, измерение массы металлической составляющей, измельчение шлаковой составляющей до крупности не более 5 мм и определение в ней посредством полного кислотного разложения массовой доли железа общего и необходимых компонентов, расчет массовой доли железа общего и компонентов в материале, причем после измельчения отбирают пробу крупностью от 0,16 мм, но менее 5 мм, и выполняют химический анализ. Достигается повышение информативности и надежности анализа.

Изобретение относится к экологии, а именно мониторингу состояния окружающей среды методом биоиндикации. Способ определения аммонийных соединений в атмосфере животноводческих комплексов включает сбор образцов лишайника с деревьев, растущих в фоновой зоне, не имеющей выбросов поллютантов в атмосферу. Данные для образцов лишайника, собранных в зоне выброса поллютантов в атмосферу, сравнивают с данными для лабораторных стандартов методом ИК-спектроскопии. Для получения стандартов в лабораторных условиях моделируют процесс взаимодействия лишайника фоновой зоны с выбросами поллютантов, способствующих образованию сульфата аммония. В качестве биоиндикатора используют лишайник Parmelia sulcata. Изобретение позволяет определять уровень аммонийных соединений в атмосфере животноводческих комплексов. 2 табл, 1 ил.

Изобретение относится к экологии. Изобретение представляет способ определения качества окружающей среды методом ЭПР-спектроскопии лишайников, включающий сбор образцов талломов лишайников со стволов деревьев, произрастающих в индустриальной и фоновой зоне, не загрязненной антропогенными выбросами в окружающую среду, очистку, сушку, измельчение, отличающийся тем, что сушку проводят при температуре 85-95°C до постоянного веса и измельчают, снимают ЭПР-спектры, по которым определяют концентрацию парамагнитных центров, при превышении концентрации парамагнитных центров в образцах лишайников, собранных в индустриальной зоне, над концентрацией парамагнитных центров образцов лишайников из фоновой зоны судят о низком качестве окружающей среды в индустриальной зоне, а при равенстве концентраций парамагнитных центров - о допустимом качестве окружающей среды, причем в исследованиях используют образцы одного и того же вида лишайника. Изобретение обеспечивает усовершенствование способа лихеноиндикации, повышение качества оценки исследуемых объектов, получение объективного результата. 2 пр., 2 табл., 3 ил.
Изобретение относится к области зондовой микроскопии. Сущность способа исследования нано- и микрообъектов методом зондовой микроскопии состоит в том, что объект помещают на пористую подложку, фиксируют на поверхности подложки и сканируют зафиксированный объект методом зондовой микроскопии. Используют подложку со сквозными порами, размер которых менее размера исследуемого объекта, а фиксацию объекта осуществляют ламинарным потоком жидкости или газа, подаваемым на подложку со стороны, подлежащей сканированию, причем величина прижимной силы, действующей со стороны потока на объект, находится в диапазоне 10-12-10-3 ньютон. Использование заявленного способа позволяет исследовать структуры и механические свойства объектов органической и неорганической природы, повышать его информативность для исследования нано- и микрообъектов методом зондовой микроскопии. 7 пр.
Наверх