Способ получения консервированного корма из биомассы червей
Владельцы патента RU 2570330:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" (RU)
Изобретение относится к области приготовления кормов для сельскохозяйственных животных и птицы, а именно к способу производства консервированного корма из биомассы червей. Способ включает дозирование и закладку биомассы червей в реторт-пакеты, удаление из реторт-пакетов воздуха, термическое запечатывание реторт-пакетов и последующую стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением. Сразу после дозирования и закладки биомассы червей в реторт-пакеты и перед удалением из реторт-пакетов воздуха осуществляется дозирование и добавка в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3% поваренной соли и 4,7…4,8% воды от массы червей. Стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением осуществляют при температуре 100…120°C в течение 8…16 минут. Осуществление изобретения обеспечивает снижение потерь питательной ценности и повышение содержания минеральных веществ в готовом продукте при полном отсутствии в нём патогенных микроорганизмов и увеличении длительности хранения получаемого консервированного корма. 1 табл.
Способ получения консервированного корма из биомассы червей относится к области приготовления кормов для сельскохозяйственных животных и птицы, а именно к способу производства кормов из биомассы червей.
Известен способ получения пастообразного продукта из биомассы червей [1], включающий обработку червей в кипящей воде в течение 1 минуты, затем добавление 30%-ной патоки вместе с 0,3%-ным сорбатом калия.
Недостатком данного способа является наличие большого количества патогенных микроорганизмов в получаемом пастообразном продукте из биомассы червей вследствие отсутствия в описанном способе операции стерилизации, необходимой для полного уничтожения патогенных микроорганизмов.
Известен способ производства мясного консервированного продукта [2], включающий специальную предварительную подготовку жировой эмульсии, затем измельчение мясного сырья, добавление соли, перца, лука и лаврового листа и перемешивание всех компонентов в куттере, далее смесь компонентов фасуют в металлические банки, укупоривают и стерилизуют в автоклаве. Стерилизацию продукта ведут при температуре 115…120°С, противодавлении 0,15…0,22 МПа до достижения стерилизующего эффекта 16…18 условных минут.
Недостатками данного способа являются: потери питательной ценности мясного консервированного продукта в процессе хранения вследствие отсутствия в данном способе операции удаления из банок воздуха, что ведет к окислению жиров, денатурации протеинов, разрушению витаминов и активных веществ в получаемом мясном консервированном продукте; а также потери питательной ценности мясного консервированного продукта в процессе стерилизации вследствие того, что данный процесс осуществляется методом поверхностного нагрева в автоклаве, а не объемного СВЧ-излучением, что ведет к увеличению длительности данного процесса. При нагреве белков, содержащих материалы, от 100°С и более начинает протекать процесс деструкции белков, ведущий к снижению питательной ценности данных материалов, поэтому длительность процесса стерилизации должна быть как можно меньшей, но при этом приводящей к стерилизационному эффекту. Данный способ не пригоден для получения консервированного корма из биомассы червей.
Наиболее близким аналогом, выбранным в качестве прототипа, является способ упаковки и стерилизации пищевых продуктов [3], включающий дозирование пищевых продуктов в реторт-пакеты, удаление из них воздуха, термическое запечатывание реторт-пакетов и стерилизацию СВЧ-излучением при температуре 120°С в течение 6…7 минут.
Недостатком данного способа является то, что данный способ не может быть использован для получения качественного консервированного корма из биомассы червей вследствие несоответствия параметров процесса стерилизации СВЧ-излучением данного способа для переработки консервированного корма из биомассы червей; а также то, что пищевой продукт, получаемый посредством данного способа, обладает низким содержанием минеральных веществ.
Достигаемый технический результат состоит в снижении потерь питательной ценности и повышении содержания минеральных веществ получаемого консервированного корма из биомассы червей, в полном отсутствии патогенных микроорганизмов, увеличении длительности хранения получаемого консервированного корма из биомассы червей.
Указанный технический результат достигается тем, что сразу после дозирования и закладки биомассы червей в реторт-пакеты и перед удалением из реторт-пакетов воздуха осуществляется дозирование и добавка в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3% поваренной соли и 4,7…4,8% воды от массы червей, причем стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением осуществляют при температуре 100…120°С в течение 8…16 минут.
Способ получения консервированного корма из биомассы червей включает дозирование и закладку биомассы червей в реторт-пакеты, дозирование и добавку в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, удаление из реторт-пакетов воздуха, термическое запечатывание реторт-пакетов и стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением.
Способ получения консервированного корма из биомассы червей состоит из следующих операций. Биомассу червей дозируют и закладывают в реторт-пакеты. Далее в заполненные биомассой червей реторт-пакеты дозируют и добавляют водный раствор поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3% поваренной соли и 4,7…4,8% воды от массы червей. Потом из заполненных реторт-пакетов удаляют воздух. Затем осуществляют термическое запечатывание реторт-пакетов и последующую стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением при температуре 100…120°С в течение 8…16 минут.
Использование данной последовательности операций позволяет получить новый технический результат, отличный от технического результата прототипа.
Операция дозирования и добавки в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3% поваренной соли и 4,7…4,8% воды от массы червей, позволяет увеличить длительности хранения консервированного корма из биомассы червей, а также повысить в нем содержание минеральных веществ. Увеличение длительности хранения консервированного корма из биомассы червей осуществляется вследствие того, что, во-первых, добавление в биомассу червей водного раствора поваренной соли запускает процесс химического консервирования биомассы червей. Консервирующее действие водного раствора поваренной соли основано на том, что поваренная соль создает осмотическое давление, которое воздействует на микробные клетки, уничтожая их. Во-вторых, водный раствор поваренной соли дозируется сверху в вертикально расположенные реторт-пакеты, уже заполненные биомассой червей, и стекает к днищу реторт-пакета, тем самым водный раствор поваренной соли равномерно покрывает биомассу червей по всему объему реторт-пакета. Повышение содержания минеральных веществ в консервированном корме из биомассы червей происходит вследствие того, что водный раствор поваренной соли состоит из поваренной соли и воды. Поваренная соль содержит натрий и хлор, который необходим сельскохозяйственным животным для регулирования осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, водного обмена. В среднем потребность сельскохозяйственных животных в поваренной соли равняется 0,2…0,3% от массы сырого корма. Более высокое или низкое потребление поваренной соли может приводить к дисбалансу в организме животных. Для разведения данного количества поваренной соли достаточно 4,7…4,8% воды от массы червей, большое количество приведет к переувлажнению консервированного корма из биомассы червей, а меньшее - к неравномерности обработки биомассы червей по всему объему реторт-пакета. Все вышесказанное подтверждает положительный эффект дозирования водного раствора поваренной соли в заполненные биомассой червей реторт-пакеты на увеличение длительности хранения консервированного корма из биомассы червей, а также повышение в нем содержания минеральных веществ.
Операция стерилизации биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением при температуре 100…120°С в течение 8…16 минут позволяет полностью уничтожить патогенные микроорганизмы в получаемом консервированном корме из биомассы червей.
Длительность процесса стерилизации СВЧ-излучением зависит от количества воды в перерабатываемом корме. Чем больше содержится воды, тем быстрее и интенсивнее происходит процесс нагрева СВЧ-излучением. Объясняется это тем, что молекулы воды являются дипольными, а принцип нагрева СВЧ-излучением заключается в воздействии электромагнитных СВЧ-волн на дипольные молекулы обрабатываемого корма, заставляя их попеременно упорядоченно выстраиваться то в одном направлении, то в другом. Это приводит к возникновению трения между дипольными молекулами и как результат к их нагреву.
Особенностью получаемого консервированного корма из биомассы червей является то, что данный корм содержит большое количество воды как в сыром веществе биомассы червей, так и в водном растворе поваренной соли. В связи с этим длительность процесса стерилизации СВЧ-излучением консервированного корма из биомассы червей меньше, чем у аналогов.
При температуре 100…120°С и выше в течение 8…16 минут происходит полное уничтожение патогенных микроорганизмов, при этом, если температура стерилизации превышает 120°С, происходит глубокая деструкция белков кормовой муки, приводящая к снижению ее питательной ценности, что неприемлемо при производстве консервированного корма из биомассы червей, поэтому предлагаемые параметры стерилизации - температура 100…120°С и длительность 8…16 минут - являются наиболее оптимальными. Это было доказано в процессе лабораторных исследований, проведенных в Институте биологии Карельского научного центра РАН и Петрозаводском государственном университете.
Отсутствие патогенных микроорганизмов является обязательным условием для кормов животного происхождения, к которому можно отнести и консервированный корм из биомассы червей.
Для подтверждения технического результата был проведен ряд экспериментов по получению консервированного корма из биомассы червей.
Биомассу дождевых червей в количестве 95 г поместили в реторт-пакет. Затем, разбрызгивая, в него добавили 5 г солевого раствора (состав раствора в % от массы червей: 0,3 поваренной соли и 4,7 воды) и удалили из реторт-пакета воздух. И сразу запайщиком пакетов сварили верхний шов реторт-пакета, после чего биомассу червей, упакованную в реторт-пакет, поместили в герметичную камеру, в которой произвели стерилизацию СВЧ-генератором при температуре 120°С в течение 6, 7, 8, 9 и 10 минут. Повторность опытов 5-ти кратная. Для всех полученных образцов консервированного корма из биомассы червей определяли качественные показатели. Полученные результаты были обработаны общепринятыми методами математической статистики. Результаты представлены в таблице.
По данным, представленным в таблице, видно, что полученный консервированный корм из биомассы червей, стерилизованный при температуре 120°С менее 8 минут является некачественным вследствие наличия в нем патогенных микроорганизмов. Консервированные корма из биомассы червей, стерилизованные при температуре 120°С в течение 8 минут и более, не содержат патогенных микроорганизмов, но при этом консервированный корм из биомассы червей, стерилизованный 9 и 10 минут, содержит меньшее количество белков вследствие процессов денатурации. Поэтому оптимальное время стерилизации СВЧ-излучением при температуре 120°С консервированного корма из биомассы червей, удовлетворяющее условиям наступления стерилизующего эффекта и наименьших потерь питательной ценности (белка), составляет 8 минут. При температуре 100°С оптимальное время стерилизации СВЧ-излучением увеличивается до 16 минут.
Данные таблицы подтверждают заявленный технический результат изобретения: в консервированном корме из биомассы червей не выявлено наличия патогенных микроорганизмов, потери питательной ценности минимальные, содержание белков и жиров в процессе хранения значительно не изменилось, присутствуют минеральные вещества в достаточном количестве для нормальной жизнедеятельности сельскохозяйственных животных.
| Средние значения качественных показателей консервированного корма из биомассы червей | ||||||
| № п/п | Наименование показателя | Длительность СВЧ-стерилизации, мин | ||||
| 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | ||
| 1 | Массовая доля белка, % | 11,4 | 11,3 | 11,1 | 10,2 | 9,5 |
| 2 | Массовая доля жира, % | 1,8 | 1,9 | 1,8 | 1,8 | 1,7 |
| 3 | Массовая доля поваренной соли, % | 0,3 | ||||
| 4 | Массовая доля влаги, % | 81,1 | 81,3 | 81,3 | 81,2 | 81,3 |
| 5 | Наличие патогенных микроорганизмов | Выявлено | Не выявлено |
ИСТОЧНИКИ
1. Титов И.И., Усоев В.М. Вермикультура как возобновляемый источник животного белка из органических отходов // Вестник Томского государственного университета. Биология. №2 (18). Томск: Издательский Дом ТГУ 2012. С.74-80.
2. Описание изобретения к патенту RU 2152740 «Способ производства мясного консервированного продукта» (Гутник Б.Е., Мархандаева Ю.Ю., Сметанина Л.Б. Опубл.: 20.07.2000).
3. Рошко Е. Упакуйте все меню! // Packaging international / Пакет [Электронный ресурс], 2004. №6. Режим доступа: http://kursiv.ru/kursivnew/paket_magazine/archive/29/22.php.
Способ получения консервированного корма из биомассы червей, включающий дозирование и закладку биомассы червей в реторт-пакеты, удаление из реторт-пакетов воздуха, термическое запечатывание реторт-пакетов и последующую стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением, отличающийся тем, что сразу после дозирования и закладки биомассы червей в реторт-пакеты и перед удалением из реторт-пакетов воздуха осуществляется дозирование и добавка в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3% поваренной соли и 4,7…4,8% воды от массы червей, причем стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением осуществляют при температуре 100…120°C в течение 8…16 минут.
