Спосіб знешкодження антипоживних речовин в зерні сої та кормових бобів

Спосіб знешкодження антипоживних речовин в зерні сої та кормових бобів, що включає замочування його в лужному розчині із значенням рН 8,38,5 та термічну обробку, який відрізняється тим, що зерно сої подрібнюють до борошна, а лужне середовище створюють шляхом внесення гідроксиду кальцію в кількості 5-30г на 1 кг борошна до рН середовища 8,3-12,3, нагрівають до кипіння при постійному перемішуванні суміші з наступною нейтралізацією молочною сироваткою кислотністю 60-80°Т в кількості 0,8-6,0л на 1кг борошна або лимонною кислотою в кількості 2,6-18,4г на 1кг борошна, або сумішшю молочної сироватки кислотністю 60-80°Т та лимонної кислоти в кількості 0,43,0л: 1,3-9,2г на1 кг борошна, або розчином оцтової кислоти в кількості 9,0-64,0г на 1 кг борошна. Корисна модель відноситься до сільського господарства, переважно, до ресурсозберігаючої технології підготовки до згодовування високобілкових кормів для різних видів сільськогосподарських тварин. Основним і найбільш ефективним способом знешкодження антипоживних речовин в зерні сої є термічна обробка, яка включає різні методи і технології: прожарювання, варіння, запарювання, автоклавування, екструдування, інфрачервону обробку [2, 4, 6, 7, 11]. Більшість із них грунтується на застосуванні високої температури. При дії високої температури на білкові молекули відбуваються термохімічні реакції з відщепленням води, аміаку і розрив дисульфідних зв'язків. Ці реакції викликають денатурацію білка, причому в молекулі білка зростає кількість кислотних груп, що призводить до зменшення його розчинності. А це, в свою чергу, веде до втрати функціональної активності молекул білків, ферментів й антиферментів. Також відбуваються реакції взаємодії білка з амінокислотами і редукуючими вуглеводами, а сполуки які утворюються при цьому мають коричневе забарвлення та с токсичними для організму тварин [8, 12]. Зокрема, відомий спосіб [3], що включає попередню обробку зерна бобових культур 1,5-3,5%-им вапняно-содовим молоком при масовому співвідношенні з останнім 2-3:1 протягом 20-25хв. із подальшою баротермічною обробкою перегрітою гострою парою температурою 103-108°С до появи стійкого горіхового запаху і смаку, або запаху і смаку гарячого хліба та наступним дозріванням корму шляхом витримки в теплоізольованому об'ємі до самоохолодження близько 40°С без доступу повітря. Недоліком вказаного способу є висока температура обробки і підвищений рівень рН корму, що може викликати розлади шлунково-кишкового тракту тварин (особливо молодняка), а поява стійкого запаху вказує на те, що відбувається руйнування білкових речовин - реакція Мейларда [5]. Відомий також спосіб отримання продукту із сої [10] згідно якого знежирене дезодороване соєве борошно обробляють 0,08-0,09% розчином бікарбонату натрію, температура якого 26-30°С у співвідношенні 1,4:10-12 і витримують при постійному перемішуванні протягом 80-90хв. Далі проводять нагрівання протягом 30-40хв. до кипіння і при кипінні добавляють 3-7%-й розчин фруктового оцту до осадження білка та отримання прозорої сироватки. Проте, даний спосіб має такі недоліки: використання знежиреного соєвого борошна знижує ене (0 CM о> 9126 ргетичну цінність продукту, а тривалий час нагріву (30-40хв.) і подальше кипіння може спричинити розклад певної кількості незамінних амінокислот. Найбільш близьким по технічному здійсненню (прототип) є спосіб інактивації антипоживних речовин [9], при якому соєві боби промивають водою, замочують їх у лужному середовищі з рН8,38,5 до ступеня набухання 0,3-0,35га проводять термічну обробку в НВЧ (мікрохвильовому) електричному полі при градієнті температури 7-9°С за хвилину до вологості соєвих бобів 8-12%. При даному способі досягається оптимальне зниження активності уреази та вмісту інгібітору трипсину в нативній сої. Однак технологічна складність здійснення та висока вартість обладнання обмежують його використання. Корисна модель ставить завдання знешкодження антипоживних речовин в зерні сої та кормових бобів без використання температур понад 100°С і максимального скорочення часу теплової обробки з одночасним покращенням біологічної цінності корму, досягненням оптимального рівня вмісту антипоживних речовин, а також підвищенням продуктивності відгодівельного поголів'я. В кормах, що використовуються в годівлі свиней вміст інгібітору трипсину в повножировій сої залежно від вмісту протеїну має складати: для 30% протеїну - Змг/г; 40% - 4; 50% - 5мг/г, і уреазна активність не більше 0,05 ум. од. рН [1]. Поставлене завдання досягається тим, що зерно сої або кормових бобів подрібнюють до борошна, замочують в розчині гідроксиду кальцію із вмістом останнього 5-30г/кг борошна, при показнику рН8,3-12,3, та нагрівають до кипіння при постійному перемішуванні із наступною нейтралізацією суміші молочною сироваткою в кількості 0,8-6,0л на 1кг борошна або лимонною кислотою - 2,6-18,4г на 1 кг борошна, або комбінацією молочної сироватки та лимонної кислоти у співвідношенні 0,4-3,0л : 1,3-9,2г на 1 кг борошна, або 9% розчином оцтової кислоти - 9,0-64,0г на 1кг борошна (табл.1). Таблиця 1 Характеристика технологічних параметрів обробки зерна сої Кількість внесеного Уреазна гідроксиду рН суміші при активність кальцію, термообробці корму, рН г/кг борошна 0,0 6,8 0,01 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 8,3 9,7 10,6 11,5 11,8 12,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 8,3 9,7 10,7 11,6 11,8 12,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 8,3 9,7 10,7 11,5 11,8 12,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 30,0 8,3 9,7 10,7 і 11,5 111,8 12,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 Кількість нейтралізатора, на 1 кг борошна сої Вміст суміші 9% розінгібітору молочної чину оцтрипсину лимонної молочної сироватки, тової в кормі, кислоти, г сироватки, лимонної л кислоти, г кислоти, мг/г л мл Приклад 1 _ 45,5 Приклад 2 22,6 0,8-1,0 18,2 1,7-2,1 2,8-3,2 12,6 6,4 3,6-3,8 4,5 4,2-5,2 5,6-6,0 4,0 Приклад 3 22,4 2,6-3,2 18,1 5,7-6,8 9,5-11,3 12,6 12,3-13,5 6,5 14,0-16,8 4,3 17,6-18,4 3,9 Приклад 4 22,5 0,4-0,5 1,3-1,6 2,9-3,4 18,1 0,8-1,1 4,8-5,7 12,8 1,4-1,6 6,6 1,8-1,9 6,2-6,8 7,0-8,4 4,4 2,1-2,6 4,0 8,8-9,2 2,8-3,0 Приклад 5 22,4 9,0-11,0 18,3 20,0-24,0 12,8 33,0-39,0 6,5 43,0-47,0 49,0-58,0 4,1 3,9 61,0-64,0 Поєднання термічної обробки та лужного середовища надає корму з сої певних властивостей, які полягають у зниженні рівня антипоживних речовин, оскільки у лужному середовищі, створеному двовалентними іонами Са**, проходить інактивація уреази та інгібітору трипсину. Механізм дії гідроксиду кальцію пов'язаний із розщепленням зв'язку між атомами сірки R-S-S-R цистину в білковій молекулі антипоживної речовини та утворенням проміжної сполуки R-S-Ca-S-R. Якщо білкова молекула має більше двох сульфідних зв'язків, то це може призвести до їх перехресного замикання. Можлива така реакція з іншими молекулами білка чи сполуками, які можуть реагувати із залишками цистину. В результаті антипоживна сполука втрачає свою біологічну дію [8]. Введення в склад корму молочної сироватки, або оцтової кислоти, або лимонної кислоти чи їх комбінації дає змогу встановити його рівень рН близьким до нейтрального і відповідно поліпшити біологічну цінність та доступність поживних речовин для тварин. Суть корисної моделі ілюструється наведеними нижче прикладами і таблицею 1. Приклад 1. Зерно сої подрібнили до борошна, замочили водою в співвідношенні 1:4 і нагріли до кипіння при постійному перемішуванні. Після термообробки уреазна активність корму склала 0,01 ум. од. рН, вміст інгібітору трипсину - 45,5мг/г (табл.1). Приклад 2. Зерно сої подрібнили до борошна, замочили водою в співвідношенні 1:4, внесли гідроксид кальцію в кількості 5-30г/кг борошна до рН8,3-12,3 і нагріли до кипіння при постійному перемішуванні. Після термообробки уреазна активність корму склала 0,0 ум. од. рН, вміст інгібітору трипсину 22,6-4,0мг/г. Послідуюча нейтралізація суміші проведена молочною сироваткою в кількості 0,8-6,0л на 1кг борошна. Як показали результати, оптимальним є внесення гідроксиду кальцію в кількості 25г/кг борошна (табл.1). Приклад 3. Зерно сої подрібнили до борошна, замочили водою в співвідношенні 1:4, внесли гідроксид кальцію в кількості 5-30г/кг борошна до рН8,3-12,3 і нагріли до кипіння при постійному перемішуванні. Після термообробки уреазна активність корму склала 0,0 ум. од. рН, вміст інгібітору трипсину 22,4-3,9мг/г. Послідуюча нейтралізація суміші проведена лимонною кислотою в кількості 2,6-18,4г на 1кг борошна. Як показали результати, оптимальним є внесення гідроксиду кальцію в кількості 25г/кг борошна (табл.1). Приклад 4. Зерно сої подрібнили до борошна, замочили водою в співвідношенні 1:4, внесли гідроксид кальцію в кількості 5-30г/кг борошна до рН8,3-12,3 і нагріли до кипіння при постійному перемішуванні. Після термообробки уреазна активність корму склала 0,0 ум. од. рН, вміст інгібітору трипсину 22,5-4,0мг/г. Послідуюча нейтралізація проведена комбінацією суміші молочної сироватки та лимонної кислоти в кількості 0,4-3,0л : 1,3-9,2г на 1 кг борошна. Як показали результати, оптимальним є внесення гідроксиду кальцію в кількості 25г/кг борошна (табл.1). Приклад 5. Зерно сої подрібнили до борошна, замочили водою в співвідношенні 1:4, внесли гідроксид кальцію в кількості 5-30г/кг борошна до рН8,3-12,3 і нагріли до кипіння при постійному перемішуванні. Після термообробки уреазна активність корму склала 0,0 ум. од. рН, вміст інгібітору трипсину 22,4-3,9мг/г. Послідуюча нейтралізація суміші проведена 9%-им розчином оцтової кислоти в кількості 9,0-64,0мл на 1 кг борошна. Як показали результати, оптимальним є внесення гідроксиду кальцію в кількості 25г/кг борошна (табл.1). Для експериментальної перевірки було відібрано 3 групи свиней середньою живою масою 32,3-33,8кг. Порода свиней велика біла х ландрас. Період дорощування тривав 118 днів. Контрольна група з основним раціоном отримувала зерно кормових бобів подрібнене до борошна в кількості від 25% загальної маси концкормів на початку експерименту до 15% при завершенні. Першій дослідній групі кормові боби замінили зерном сої в такій самій кількості за перетравним протеїном, в якій було проведено інактивацію антипоживних речовин. Для другої дослідної групи зерно кормових бобів приготували аналогічно соєвому. Зерно сої подрібнили до борошна, замочили водою в співвідношенні 1:4, в утворену суміш внесли гідроксид кальцію в кількості 25г/кг борошна до рН11,8 і нагріли до кипіння при постійному перемішуванні. Після термообробки уреазна активність корму склала 0,0 ум. од. рН, вміст інгібітору трипсину - 4,4мг/г. Послідуюча нейтралізація для першої та другої дослідних груп була проведена комбінацією суміші молочної сироватки та лимонної кислоти в кількості 2,3л : 7,0г на 1кг борошна. Як показали результати, середньодобові прирости контрольної групи за період експерименту склали 609г, першої дослідної - 640г, другої дослідної 642г. Затрати на 1 кг приросту відповідно становили: 4,45; 4,29; 4,22 корм. од. Джерела інформації, взяті до уваги при описі винаходу: 1. Бабич А.О. Сучасне виробництво і використання сої. - К.: "Урожай", -1993. - 432с. 2. Деклараційний патент на винахід UA №30984, кл. 6 A23L 1/20. Спосіб виготовлення соєвого молока. Опубл. 15.12.2000. Бюл. №7. 3. Деклараційний патент на винахід UA №50009, кл. А23К 1/00. Спосіб виготовлення корму моно- і полігастричним тваринам. Опубл. 15.08.2002. Бюл. №3. 4. Дерев'янський В.П. та ін. Методичні рекомендації по вирощуванню, переробці та використанню сої. Хмельницька державна дослідна станція УААН. - К.: УкрІНТЕІ, - 1993. - 40с. 5. Энсмингер М. Е. и др. Корма и питание. Краткое изложение (Перевод с англ. А.П. Алексеенко и др. Под ред. Г.А. Богданова). - Издательская компания Энсмингера, 648 Вест Сиерра Авенью П.О. 479 Кловис, Калифорния, 93612, США, 1990.-974с. 6. Елкин Н., Кирдяшкин В. Инфракрасные технологии для обработки зерна. // Комбикорма. 2002. - №6. - с.25-26. 7. Кулик М.Ф. та ін. Вдосконалення технології зберігання та використання зерна. - Інститут кормів УААН, -1996. - 240с. 9126 8. Обертюх Ю.В., Кулик М.Ф. Основні способи знешкодження антипоживних речовин зерна сої. // Міжвідомчий тематичний науковий збірник. Корми і кормовиробництво. - 2002. - Вип. 49. - с 148-155. 9. Патент RU №2057464, кл. A23L 1/211. Способ инактивации антипитательных веществ соевых бобов. - Опубл. 10.04.96. 10. Патент RU № 2191521, кл. A23J 1/14. Способ получения соевого продукта. - Опубл. 27.10.02. Комп'ютерна верстка А. Попік 8 11. Патент US №4879132 A, Kanji Tsuchiya, Tokyo, and Shirumi Ono, Chiba, both of Japan, a signors to Seikensha Company Limited, Tokyo, Japan. Apparatus for inactivation of enzymes in oil seeds, 07.11.1989. 12. Finley J. W., Kohler G. O. Processing conditions to inhibit lysinoalanine formation in alkalinetreated proteins // Cereal Chem. - 1979. - Vol.56. - No 3. - P.130-132. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601