способ детоксикации зерна, пораженного микрофлорой и ее токсинами

Формула изобретения

Способ детоксикации зерна, пораженного микрофлорой и ее токсинами, включающий обработку зерна водным раствором химического вещества, отличающийся тем, что в качестве химического вещества используют хлоргидрат децилового эфира глицина, концентрация раствора 0,2-0,3%, причем обработку проводят в течение 20 мин при температуре раствора 40°С при соотношении зерно:раствор 1:2,5-3,0, затем зерно промывают проточной водой и после ее стекания зерно сушат продувкой подогретым воздухом до исходной влажности 14%.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к технологии переработки и хранения зерна.

Известны способы детоксикации кормов путем их консервирования, а именно введение пропионовой кислоты в количестве 70-80 мас.% и тепловой обработки паром [1].

Недостатком способов является то, что они предотвращают развитие микрофлоры на зерне, но не эффективны для разрушения ее токсинов.

Известен способ обеззараживания зерна путем его обработки химическими веществами перекисного или основного характера, например 2-10% раствором перекиси водорода с использованием катализатора - хлорида двухвалентного олова [2].

Известный способ эффективен только для конкретного токсина, вырабатываемого плесневым грибом фузариум. Кроме того, происходит накопление в растворах неутилизируемых или плохо утилизируемых отходов используемых реагентов. Это неблагоприятно для обрабатываемого зерна и окружающей среды.

Известен способ детоксикации зерна, пораженного микрофлорой и ее токсинами путем его обработки водным раствором, насыщенным газообразным озоном высокой концентрации - до 0,2 мг/л в течение 10-40 мин [3].

Озон, как известно, является сильнейшим окислителем, который после достаточно длительного контактирования с зерном вызывает в последнем окислительные процессы жировой его части с образованием первичных перекисных соединений. Хранение такого зерна невозможно из-за неуправляемого, лавинообразного цепного окислительного процесса неустойчивых первичных перекисных соединений с образованием вторичных перекисных соединений, обладающих высокой токсичностью.

Причем нарастание содержания перекисных соединений в обработанном озоном зерне кукурузы происходит значительно быстрее, чем в зерне пшеницы. Это может быть обусловлено, во-первых, различным содержанием жира в зерне кукурузы и пшеницы. Во-вторых, различным качественным составом жира, а именно на долю ненасыщенных (легко окисляемых) жирных кислот в зерне кукурузы приходится до 85%. В связи с этим в результате хранения зерна, обработанного озоном в течение 30 суток, содержание вторичных перекисных соединений (бензидиновое число) в 5-8 раз выше по сравнению с исходным содержанием.

Технический результат - разработка способа детоксикации зерна, обеспечивающего полное разрушение микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности - токсинов и отсутствие продуктов перекисного окисления.

Технический результат достигается тем, что в известном способе, включающем обработку зерна водным раствором химического вещества, согласно изобретению, в качестве химического вещества используют хлоргидрат децилового эфира глицина, концентрация раствора 0,2-0,3%. Обработку проводят в течение 20 мин при температуре раствора 40°С, при соотношении зерно:раствор 1:2,5-3,0, затем зерно промывают проточной водой и после ее стекания зерно сушат продувкой подогретым воздухом до исходной влажности 14%.

Хлоргидрат децилового эфира глицина является солью эфира аминокислоты - глицин и представляет собой белые чешуйчатые кристаллы с молекулярной массой 251,1, температура плавления 87-89°С, хорошо растворима в воде и спирте.

Структурная формула:

H₂ NCH₂COOC₁₀H₂₁·HCl

Хлоргидрат децилового эфира глицина обладает высокой бактерицидной активностью, в связи с этим его используют для санитарной обработки доильного оборудования и молокопроводов [4]. В результате происходит гибель гнилостных (протеолитических) бактерий, вызывающих порчу молока и патогенных микроорганизмов, вызывающих пищевые отравления и инфекционные заболевания.

Обеззараживание гладких поверхностей, таких как кафель, стекло, метлахская плитка и отсутствие токсичности препарата, а также полное разрушение через 1,5 часа в естественных условиях позволяет рекомендовать хлоргидрат децилового эфира глицина для дезинфекции оборудования и помещений пищевого производства [5].

Способ осуществляли следующим образом. Хлоргидрат децилового эфира глицина получали в лабораторных условиях. На I этапе получали хлоргидрат глицина. Для этого в нагретую до 100-120°С суспензию из 100 г глицина и 30 мл концентрированной соляной кислоты барботировали в течение 15-20 мин хлористый водород до полной гомогенизации реакционной массы. После охлаждения массы в кристаллизаторе ее фильтровали, промывали осадок на фильтре ацетоном и сушили на воздухе.

Выход хлоргидрата глицина 99%.

Температура плавления 184-185°С.

На втором этапе получали хлоргидрат децилового эфира глицина.

Для этого смесь хлоргидрата глицина и децилового спирта в соотношении 1:3 при постоянном перемешивании нагревали до 110-120°С, барботируя через реакционную массу, ток сухого азота.

Выдерживали при этой температуре смесь в течение 8 часов. Через 0,5 часа после начала выдержки пропускали в реакционную массу сухой хлористый водород в течение 10-15 мин со скоростью 20-40 пузырьков в минуту. Эту операцию повторяли через 2-3 часа и за 1 час до окончания процесса. Раствор полностью гомогенизируется через 5 часов после начала выдержки.

После окончания реакции к смеси добавляли 100 мл ацетона и нагревали массу при 60-70°С и постоянном перемешивании 10-15 мин, охлаждали, фильтровали и сушили на воздухе.

Выход продукта 95%. Температура плавления 87-89°С.

Затем получали водный раствор хлоргидрата децилового эфира глицина концентрацией 0,2-0,4%.

Пример 1. Пшеницу, не пригодную к скармливанию, зараженную микрофлорой и содержащую токсины (афлатоксин, охратоксин, трихотоксин), загружали в емкость с мешалкой, заполняли водным раствором хлоргидрата децилового эфира глицина из расчета 1:2,5-3,0. Температура раствора 20°С. Выдерживали в течение 30 мин при периодическом перемешивании. После этого зерно выгружали на поддон с сетчатым дном и промывали проточной водой. После стекания воды зерно сушили продувкой подогретым воздухом до исходной влажности 14%.

Пример 2. Пшеницу, не пригодную к скармливанию, зараженную микрофлорой и содержащую токсины (афлатоксин, охратоксин, трихотоксин и др.), загружали в емкость с мешалкой, заполняли водным раствором хлоргидрата децилового эфира глицина температурой 40°С из расчета 1÷2,5-3,0 выдерживали в течение 20 мин при периодическом перемешивании.

Далее по примеру 1.

Пример 3. Кукурузу, не пригодную к скармливанию, зараженную микрофлорой и содержащую токсины, загружали в емкость с мешалкой, заполняли водным раствором хлоргидрата децилового эфира глицина температурой 20°С из расчета 1:2,5-3,0 и выдерживали в течение 30 мин при периодическом перемешивании. Далее по примеру 1.

Пример 4. Кукурузу, не пригодную к скармливанию, зараженную микрофлорой и содержащую токсины, загружали в емкость с мешалкой, заполняли водным раствором хлоргидрата децилового эфира глицина температурой 40°С из расчета 1:2,5-3,0. выдерживали в течение 20 мин при периодическом перемешивании. Далее по примеру 1.

Результаты обработки зерна представлены в таблице.

Наименование образца	Концентрация раствора, %	Температура раствора, °С	Соотношение зерна и раствора	Продолжительность обработки, мин	Содержание микрофлоры (колоний в 1 мл вытяжки зерна)		Содержание токсинов, мг/кг зерна		Содержание остаточных количеств раствора, после обработки мг/кг зерна
					до обработки	после обработки	до обработки	после обработки
Кукуруза	0,1	20	1:3,0	30	726	168	8,39	0,57	отсут.
Пшеница	0,15	20	1:3,0	20	721	4	9,01	0,20	отсут.
Кукуруза	0,2	20	1:3,0	30	723	отсут.	7,98	отсут.	отсут.
Кукуруза	0,2	40	1:2,5	20	756	отсут.	8,23	отсут.	отсут.
Пшеница	0,2	40	1:3,0	20	722	отсут.	8,44	отсут.	отсут.
Кукуруза	0,3	20	1:3,0	30	718	отсут.	8,14	отсут.	отсут.
		40	1:2,5	25	730	отсут.	9,32	отсут.	отсут.
Пшеница	0,4	20	1:2,5	20	734	отсут.	9,47	отсут.	отсут.
Кукуруза	0,4	20	1:2,5	20	829	отсут.	11,22	отсут.	отсут.

Нарастание содержания первичных и вторичных перекисных соединений в зерне пшеницы и кукурузы в процессе хранения в течение 4 месяцев после его обработки по предлагаемому способу не отмечено.

Отклонений в росте и развитии опытных цыплят-бройлеров в результате скармливания им обработанного зерна по предлагаемому способу непосредственно после обработки и после 4-х месячного хранения не выявлено.

Применение концентрации раствора менее 0,2% не обеспечивает полной гибели микрофлоры и ее токсинов.

Применение температуры раствора менее 20°С приводит к увеличению времени выдержки зерна в растворе и не гарантирует полное разрушение токсинов.

При соотношении зерно:раствор менее 1:2,5 необходимо непрерывное перемешивание зерна в емкости, что приводит к повышению энергозатрат.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. SU №461486, кл. А 23 К 3/00, 1972.

2. SU №511834, кл. А 01 №21/00, 1974.

3. SU №718072, кл. А 01 №21/00, 1980.

4. RU №2238001, кл. А 23 С 7/02, 2004.

5. Горлов И.Ф., Каренгина Т.В. Научно-практическое обоснование интенсификации производства конкурентоспособной продукции животноводства и комплексной ее переработки. Волгоград, 2002, стр.81-86.