Спосіб консервування вологого зерна кукурудзи

Реферат: Спосіб консервування вологого зерна кукурудзи, що включає внесення хлористого натрію в кількості до 3 %, причому хлористий натрій вноситься у вологе зерно в поєднанні зі знежиреним молоком корів у кількості 1 л/т вологого зерна. UA 120985 U (54) СПОСІБ КОНСЕРВУВАННЯ ВОЛОГОГО ЗЕРНА КУКУРУДЗИ UA 120985 U UA 120985 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сільського господарства, зокрема, заготівлі та зберігання вологого зерна кукурудзи в герметичних сховищах без його подрібнення при довготривалому використанні в годівлі великої рогатої худоби після розгерметизації. В основі консервування, тобто процесу силосування вологого зерна кукурудзи, є внесення в зернову масу різних бактеріальних добавок на основі молочнокислих бактерій. Утворення молочної кислоти у вологому зернофуражі можливе в широкому діапазоні температур (1060 °C). Молочнокислі бактерії починають розвиватися, коли рН у масі зерна знаходиться на рівні 6, а припиняють свій розвиток при рН нижче 3,5. Наявність органічних кислот захищає силосований корм від псування аеробними мікроорганізмами [11]. Таким чином, молочна кислота є консервуючою основою вологого зерна кукурудзи. Гомоферментативні молочнокислі бактерії перетворюють цукор тільки на молочну кислоту. Втрати енергії при такому бродінні становлять лише 3 %. Гетероферментативні молочнокислі бактерії утворюють крім молочної кислоти ще оцтову кислоту і спирт. Втрати енергії при такому бродінні в 4-5 разів більші, ніж при гомоферментативному. Гетероферментативна ферментація зазвичай небажана в порівнянні з гомоферментативною також і тому, що втрати сухої речовини більші [10]. Тим не менш, поліпшення в аеробній стабільності за умови гетероферментативного бродіння може бути корисним, незважаючи на незначні втрати сухої речовини при тривалому доступі кисню повітря до силосованого корму після розгерметизації сховища та на етапі годівлі [9]. При розгерметизації сховищ із вологим консервованим зерном кукурудзи повітря проникає в зернову масу, що має негативний вплив на якість корму, бо дріжджі асимілюють молочну кислоту, в результаті чого підвищується рН. Таким чином, мікроорганізми, які гальмувалися низьким рН, починають розмножуватися і псувати силосований корм [17]. Деякими авторами були запропоновані, в якості добавки для поліпшення аеробної стабільності силосу, облігатні гетероферментативні молочнокислі бактерії Lactobacillus buchneri [5; 6; 7; 8; 14; 15; 16]. Ці бактерії перетворюють глюкозу і фруктозу в молочну й оцтову кислоти та інші кінцеві продукти бродіння, також вони можуть перетворювати молочну кислоту в оцтову кислоту, 1,2-пропандіол і етанол [10, 12]. У свою чергу, підвищений вміст оцтової кислоти поліпшує аеробну стабільність силосу [8]. У молоці вимені корови завжди міститься певна кількість мікроорганізмів, оскільки вим'я відкритий орган. У вивідних протоках і молочній цистерні кількість бактерій може досягати 3 декількох десятків або сотень клітин в 1 см [2]. Група мікроорганізмів, яка постійно виявляється в молоці і не призводить до його псування, відноситься до нормальної (непатогенної). Якісний склад мікрофлори молока в момент його отримання з вимені представлений, як правило, молочнокислими стрептококами і лактобактеріями. Це типовий молочнокислий стрептокок Streptococcus lactis, a також Str. cremoris, Str. citrovorum, Str. paracitrovormn, які використовують для виготовлення вершків, масла і сиру. У процесі життєдіяльності вони зброджують молочний цукор, утворюючи в якості основного продукту бродіння молочну кислоту. Іноді ' при цьому утворюється ряд побічних продуктів бродіння: вуглекислий газ, ароматичні речовини (діацетил) і леткі жирні кислоти (оцтова, пропіонова, мурашина, бурштинова). У харчовій промисловості кухонну сіль застосовують як консервуючий засіб. Вона поглинає воду з вологих продуктів і підвищує в них осмотичний тиск, чим пригнічує життєздатність мікроорганізмів. Поряд із цим кухонна сіль володіє бактерицидною дією. Дослідження показали, що вже при додаванні 2-3 % кухонної солі можна розраховувати на успіх в силосуванні кормів із високим вмістом білка [1]. Проте, при додаванні до силосуємої трави 2 % кухонної солі та згодовуванні 20 кг такого силосу корова одержує 400 г хлористого натрію, при нормі 100-150 г. Тоді як при згодовуванні 3-4 кг консервованого 3 % хлористим натрієм вологого зерна кукурудзи у складі комбікорму корова одержує лише 90-120 г кухонної солі. Відомий спосіб консервування вологого зерна кукурудзи, що включає внесення хлористого натрію у вологе зерно в кількості до 3 % для забезпечення значного осмотичного тиску й антимікробної дії [3]. Однак, після розгерметизації засіка і довготривалому використанні консервованого зернофуражу в годівлі корів у зерновій масі в аеробних умовах з'являються мікрозони плісняви. Пояснюється це нерівномірністю розприділення кухонної солі в зерновій масі та низькою кислотністю зерна (рН в межах 5,0-5,2), що забезпечує умови для проростання плісняви в умовно анаеробних і аеробних умовах. За прототип нами взято "Спосіб консервування вологого зерна кукурудзи при його довготривалому використанні після розгерметизації сховища", що включає внесення хлористого натрію в кількості до 3 % у поєднанні з препаратом осмотолерантних молочнокислих бактерій у кількості 3 г/т вологого зерна [4]. 1 UA 120985 U 5 10 15 20 25 30 В основу корисної моделі поставлена задача розробити спосіб консервування вологого зерна кукурудзи, з пригніченням молочнокислого бродіння за рахунок пригнічення утворення молочної кислоти і зменшення утворення оцтової кислоти і спирту. Суть корисної моделі полягає в тому, що у способі консервування вологого зерна кукурудзи, який включає внесення хлористого натрію в кількості до 3 %, згідно з корисною моделлю, хлористий натрій вноситься у вологе зерно у поєднанні зі знежиреним молоком корів у кількості 1 л/т вологого зерна. Обробка хлористим натрієм зерна кукурудзи вологістю в межах 24-38 % зумовлює перерозподіл вільної води з внутрішніх структур зерна на зовнішню його поверхню, а білок молока сприяє створенню плівки з високою концентрацією водного розчину солі, що припиняє утворення молочної кислоти, і сприяє утворенню неідентифікованої (ізокапронової) кислоти, яка забезпечує консервуючу дію і низьку кислотність зернофуражу. Таким чином, у вологому зерні зберігаються поживні речовини на рівні 99 %, що забезпечує зменшення у 5-6 разів енергозатрат у грошовому обчисленні, порівняно з висушуванням такого зерна на різних сушильних агрегатах. Приклад переваги заявленого способу консервування вологого зерна кукурудзи при довготривалому використанні в годівлі корів після розгерметизації наведено нижче. Дослід проводили в умовах біохімічної лабораторії Інституту кормів та сільського господарства Поділля НААН. Використовували зерно кукурудзи вологістю 25 %, яке перемішували з хлористим натрієм у кількості 3,0 % в поєднанні з препаратом осмотолерантних молочнокислих бактерій у дозі З мг/кг, згідно з його вмістом у прототипі (патент на корисну модель № 101883 від 12.10.2015) і закладали у 3-й літрові скляні банки оснащені герметичними поліетиленовими кришками з гідрозатвором. Аналогічно обробляли вологе зерно кукурудзи хлористим натрієм у дозі 3 % від маси зернофуражу і знежиреним молоком 1 мл/кг та закладали також у 3-й літрові скляні банки. У період зберігання зерна визначали інтенсивність та тривалість бродіння. Обліковували виділення газів щодобово ваговим методом. Розкривали банки через 2 місяці зберігання зерна в герметичних умовах. Після відкриття банок визначали вміст сухої речовини, рН, аміачний азот, загальну кислотність, а органічні кислоти і спирт - на газовому хроматографі ХРОМ 5 [13] (табл.). Як видно з даних таблиці найменші втрати маси за рахунок бродильних процесів при консервуванні вологого зерна кукурудзи відзначаються у варіанті зі знежиреним молоком 1 мл/кг та 3 % хлористим натрієм. Однак, загальна кислотність такого зерна близька до контрольного варіанта. Таблиця Хімічні показники якості консервованого вологого зерна кукурудзи Знежирене Молочнокислі Молочнокислі молоко 1 Контроль 3 % NaCl бактерії + 3 % бактерії мл/кг + NaCl 3 %NaCl 75,0 75,0 72,6 75,4 75,0 Показник Суха речовина, % Втрата маси зерном бродінні, % рН Аміачний азот, мг% Етиловий спирт, % Загальна кислотність, % Оцтова кислота Ізовалеріанова, % Валеріанова, % Молочна, % (Ізокапронова), % при 0,828 0,268 0,885 0,380 0,188 5,70 7,0 0,62 0,45 0,11 0,04 0,03 6,15 0 0,15 0,36 0,06 0,05 0,005 0,03 5,11 12,6 0,63 0,83 0,16 0,03 0,27 6,29 0 0,36 0,40 0,03 0,05 0,005 0,02 6,35 0 0,18 0,49 0,02 0,04 0,002 0,02 35 40 Важливим показником поживної цінності зерна є його аеробна стабільність після розгерметизації ємкостей в умовах виробництва. Через 2 місяці зберігання зерна банки розкривали і в динаміці фіксували появу пліснявих грибів на консервованому зерні в аеробних умовах. Результати спостережень за ростом пліснявих грибів впродовж одного тижня за температури 15 °C показали, що в обробленому консервованому вологому зерні кукурудзи 3 % 2 UA 120985 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 хлористим натрієм та в поєднанні 3 % хлористого натрію з осмотолерантними молочнокислими бактеріями були виявлені мікрозони плісняви, у контролі та при обробці самими лише осмотолерантними молочнокислими бактеріями спостерігалась поява значних плям плісняви, а у варіанті з обробкою 3 % хлористим натрієм та в поєднанні зі знежиреним молоком появи мікрозон плісняви були зафіксовані тільки на десятий день. Джерела інформації: 1. Кулик М. Ф. Консерванти і поживність кормів / Кулик М. Ф., Калетник Г. М., Овсієнко А. І. та ін. - К.: Урожай, 1992. - 208 с. 2. Мирошникова Е. П. Микробиология молока и молочных продуктов: электронное учебное пособие. - Оренбург: ГОУ ОГУ, 2005. - 135 с. 3. Пат. 94290 U Україна, А23К 3/00. Спосіб консервування вологого зерна / Кулик М. Ф., Корнійчук О. В., Олексюк О. П. та ін.; заявник і патентовласник Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН. - №и 2014 04975; заявл. 12.05.2014; опубл. 10.11.2014. Бюл. № 21. 4. Пат. 101883 U Україна, А23К 3/00, А23В 9/00, А23Д 3/00. Спосіб консервування вологого зерна кукурудзи при його довготривалому використанні після розгерметизації сховища / Кулик М. Ф., Корнійчук О. В., Тягун О. В. та ін.; заявник і патентовласник Інститут кормів та сільського господарства Поділля НААН. - № и2015 01870; заявл. 03.03.2015; опубл. 12.10.2015. Бюл. № 19. 5. Basso F. С, Bemardes T. F., Roth A. P. T. P. et al. Short Communication: Fermentation and aerobic stability of high-moisture corn silages inoculated with different levels of Lactobacillus buchneri II Revista Brasileira de Zootecnia. - 2012. - Vol.41,N. 11. - P. 2369-2373. 6. Driehuis F., Oude Elferink S. J. W. H., Spoelstra S. F. Anaerobic lactic acid degradation during ensilage of whole crop maize inoculated with Lactobacillus buchneri inhibits yeast growth and improves aerobic stability // Journal of Applied Microbiology. - 1999. - Vol. 87. - P. 583-594. 7. Filya I., Sucu E., Karabulut A. The effects of Lactobacillus buchneri on the fermentation, aerobic stability and ruminal degradability of maize silage // Journal of Applied Microbiology. - 2006. - Vol. 101.— P. 1216-1223. 8. Kleinschmit D. H., Kung L. Jr. A meta-analysis of the effects of Lactobacillus buchneri on the fermentation and aerobic stability of corn and grass and small-grain silages // Journal of Dairy Science. - 2006. - Vol. 88. - P. 2130-2139. 9. Kung L. Jr., Ranjit N. K. The effect of Lactobacillus buchneri and other additives on the fermentation and aerobic stability of barley silage // Journal of Dairy Science. - 2001. - Vol. 84. - P. 1149-1155. 10. McDonald P., Henderson A. R., Heron S. J. E. The biochemistry of silage. 2.ed. - Marlow: Chalcomb Publications, 1991. - 340 p. 11. Moon N. J. Inhibition of the growth of acid tolerant yeasts by acetato, lactate and propionate and their synergistic mixtures // Journal of Applied Bacteriology. 1983. - Vol. 55. - P. 453-460. 12. Oude Elferink S. J. W. H., Krooneman J., Gottschal J. С et al. Anaerobic conversion of lactic acid to acetic acid and 1,2-propanediol by Lactobacillus buchneri II Applied Environmental Microbiology. - 2001. - Vol. 67. - P. 125-132. 13. Playne M. J. Determination of ethanol, volatile fatty acids, lactic and succinic acids in fermentation liquids by gas chromatography // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 1985. - Vol. 36, Issue 8. - P. 638-644. 14. Ranjit N. K., Taylor C. C, Kung L. Jr. Effect of Lactobacillus buchneri 40788 on the fermentation, aerobic stability and nutritive value of maize silage // Grass and Forage Science. - 2002. - Vol. 57. - P. 73-81. 15. Tabacco E., Piano S., Cavallarin L. et al. Clostridia spore formation during aerobic deterioration of maize and sorghum silages as influenced by Lactobacillus buchneri and Lactobacillus plantarum inoculants // Journal of Applied Microbiology. - 2009, - Vol. 107. - P. 1632-1641. 16. Taylor С. С, Kung L. Jr. The effect of Lactobacillus buchneri 40788 on the fermentation and aerobic stability of high moisture corn in laboratory silos // Journal of Dairy Science. - 2002. - Vol. 85. P. 1526-1532. 17. Woolford M. K. The detrimental effect of air on silage // Journal of Applied Microbiology. 1990. - Vol. 68. - P. 101-116. 3 UA 120985 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 Спосіб консервування вологого зерна кукурудзи, що включає внесення хлористого натрію в кількості до 3 %, який відрізняється тим, що хлористий натрій вноситься у вологе зерно в поєднанні зі знежиреним молоком корів у кількості 1 л/т вологого зерна. Комп’ютерна верстка Л. Бурлак Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4