способ получения кормовой добавки

Формула изобретения

Способ производства кормовой добавки для жвачных животных, предусматривающий нагревание лактозосодержащего сырья до 65 - 75^oС, внесение в него гидроксида кальция до достижения pH 10,5 - 11,5 и термостатирование смеси в течение 15 - 25 мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой, отличающийся тем, что совместно с гидроксидом кальция вносят карбамид в количестве 1 - 5% к массе смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к молочной промышленности и может быть использовано для получения бифидогенной кормовой добавки, обогащенной небелковым азотом, для жвачных животных.

В современном промышленном животноводстве существует очень серьезная проблема, связанная с падежом животных, особенно молодняка, от желудочно-кишечных заболеваний. В настоящее время установлено, что главной причиной таких заболеваний является нарушение нормальной защитной микрофлоры кишечника, и в первую очередь снижение уровня бифидофлоры. Чтобы предупредить дисбактериозы, восстановить и поддерживать нормальный уровень бифидофлоры, необходимо обогатить корма бифидогенными факторами (пребиотиками) - веществами, способствующими росту полезных бифидобактерий в кишечнике человека и животных. Одним из таких веществ является лактулоза. Однако известные способы получения лактулозы из растворов лактозы в виде сиропов, например "Способ получения лактулозы эпимеризацией лактозы с алюминатом натрия" (Европейский патент N 0320670, МКИ C 13 K 13/00 / Сирак. 3аявл. 23.11.88, опубл 21.06.89. приор. Италии 01.12.87) или "Способ получения сиропа лактулозы" (патент РФ N 2101358, МКИ C 13 K 5/00, приор. 14.03.94, опубл. 10.01.98, бюл. N 1) и аналогичные, не могут быть широко использованы в животноводстве из-за высокой стоимости таких препаратов. С другой стороны, углеводные компоненты должны быть дополнены небелковыми источниками азота, которые используются в организме жвачных животных как источник синтеза белка.

Известен способ получения кормовой добавки для жвачных животных (А.С. N 1237156, МКИ A 23 K 1/22, приор. 22.06.84, опубл. 15.06.86, бюл. N 22). Согласно описанию этого способа лактозосодержащие вторичные продукты молочной промышленности подвергают молочнокислому брожению, смешивают с карбамидом (мочевиной) и кислотой, смесь нагревают до заданной температуры, выдерживают при этой температуре, охлаждают, вносят кристаллизующее вещество и нейтрализуют. Предлагаемый способ позволяет обогатить лактозосодержащее (т.е. углеводное) сырье небелковым азотом. Но полученная добавка не обладает бифидогенными свойствами.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому положительному эффекту в плане бифидогенности является способ производства сухой молочной сыворотки с бифидогенными свойствами, которая может использоваться и как кормовая добавка (Патент РФ N 2098977, МКИ A 23 C 21/10, приор. 18.01.96, опубл. 20.12.97, бюл. N 35). Способ предусматривает сбор молочной сыворотки, ее резервирование, нагревание, сепарирование, пастеризацию, охлаждение, изомеризацию лактозы в лактулозу путем введения в нее щелочного агента до достижения pH 10,5-11,5 ед. и нагревания смеси при температуре 65-75^oC в течение 15 - 25 мин с последующей нейтрализацией кислой сывороткой, сгущение и сушку. Получаемая молочная сыворотка обладает бифидогенными свойствами и может быть использована в качестве кормовой добавки. В то же время с точки зрения питательной ценности продукт является углеводной добавкой, которую целесообразно обогатить небелковым азотом для получения полноценной углеводно-протеиновой добавки.

Для этого в предлагаемом способе предусмотрено проводить изомеризацию при совместном введении щелочного реагента и карбамида, который не только обогащает сыворотку небелковым азотом, но и способствует повышению эффективности изомеризации лактозы в лактулозу.

Способ осуществляют следующим образом. После подготовительных операций (сбора, резервирования, подогрева и сепарирования) или (с целью удешевления процесса производства) без них сыворотку нагревают до 65-75^oC, вносят в нее гидроксид кальция в качестве безвредного щелочного агента (к тому же обогащающего добавку кальцием) и первого катализатора реакции изомеризации до достижения pH 10,5-11,5 и карбамид в количестве 1-5% к массе смеси в качестве небелковой азотсодержащей добавки и второго катализатора реакции изомеризации, затем смесь термостатируют в течение 15-25 мин. Степень изомеризации при этом возрастает в 1,3-1,8 раза благодаря протеканию изомеризации по двум химическим механизмам. Первый путь образования лактулозы связан с известной в химии углеводов реакцией трансформации альдоз в кетозы в щелочных средах (т. н. LA-трансформацией) и обусловлен наличием гидроксида кальция. Второй путь - перегруппировка Амадори протекает через образование и гидролиз лактулозиламина. Этому способствует добавление в реакционную смесь карбамида. Такое влияние обнаруживается уже при внесении карбамида в дозе 1% и растет с ее повышением. Однако увеличение количества вносимого карбамида более 5% не приводит с значительному повышению степени изомеризации лактозы и нежелательно с точки зрения физиологии жвачных животных. После изомеризации сыворотку нейтрализуют кислой сывороткой, сгущают и сушат. Полученная кормовая добавка обладает на только лечебно-профилактическими свойствами благодаря наличию такого мощного бифидогенного фактора, как лактулоза, но и является углеводно-протеиновой, т. е. обогащена небелковым азотом. При необходимости длительного хранения продукт может быть сконцентрирован любым из известных способов - сгущением, распылительной или пленочной сушкой и др.

Предлагаемое техническое решение отвечает критериям "новизна" и "изобретательский уровень", т.к. в известных источниках подобных решений не выявлено.

Способ получения кормовой добавки с необходимыми свойствами подтверждается следующими примерами.

Пример 1 (контроль, без карбамида). Творожную сыворотку (pH 4,5 ед., содержание лактозы 4,1%) нагревают до 70^oC, вносят гидроксид кальция в количестве 9 г на 1 л сыворотки, доводя при перемешивании pH до 11,4, и выдерживают смесь при 70^oC в течение 20 мин. Затем смесь нейтрализуют кислой сывороткой с кислотностью 90^oТ до значения pH 7,4. Полученный продукт содержит 0,6% лактулозы (степень изомеризации S_i=14,6%), 3,4% лактозы, 1,2% общего азота, в т.ч. 0,4% небелкового.

Пример 2 (минимальная доза внесения карбамида). Такой же образец молочной сыворотки, как и в примере 1 (для получения сравнимых результатов), нагревают до 70^oC, вносят гидроксид кальция в количестве 9 г и карбамид в количестве 10 г на 1 л сыворотки, доводя при перемешивании pH до 11,4, затем выдерживают смесь при 70^oC в течение 20 мин. Затем смесь нейтрализуют кислой сывороткой с кислотностью 90^oТ до значения pH 7,4. Полученный продукт содержит 0,8% лактулозы (S_i=19,5%), 3,2% лактозы, 2,2% общего азота, в т.ч. 1,4% небелкового.

Пример 3 (максимальная доза внесения карбамида). Такой же образец молочной сыворотки, как и в примерах 1 и 2 (для получения сравнимых результатов), нагревают до 70^oC, вносят гидроксид кальция в количестве 9 г и карбамид в количестве 50 г на 1 л сыворотки, доводя при перемешивании pH до 11,4, затем выдерживают смесь при 70^oC в течение 20 мин. Затем смесь нейтрализуют кислой сывороткой с кислотностью 90^oТ до значения: pH 7,4. Полученный продукт содержит 1,1% лактулозы (S_i=26%), 2,8% лактозы, 6,2% общего азота, в т.ч. 5,4% небелкового.

Аналогичные результаты получены и при использовании других видов лактозосодержащего сырья - подсырной сыворотки, ультрафильтратов и мелассы.