способ производства кормовой пасты из рыбного сырья

Формула изобретения

1. Способ производства кормовой пасты из рыбного сырья, включающий измельчение сырья, смешивание его с пиросульфитом натрия, упаковывание и хранение, отличающийся тем, что к измельченному сырью добавляют воду с температурой 70-80°C в количестве 40-60% от массы сырья, смесь перемешивают, прогревают до температуры 40-55°C, вносят раствор протеолитического ферментного препарата, действующего в интервале pH от 5,5 до 7,5, с концентрацией препарата, соответствующей фермент-субстратному соотношению 70-75 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей, смесь ферментируют в течение 30-40 мин, инактивируют, путем пастеризации в течение 10-15 мин при 80-90°C, отделяют жидкую фракцию от костной массы, из жидкой фракции отделяют белковую часть, охлаждают до температуры не выше 50°C и смешивают с пиросульфитом натрия в количестве не более 2% к массе белкового осадка.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что белковый осадок в виде пасты отделяют из жидкой фракции центрифугированием при факторе разделения 3000-4000 g.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве протеолитического фермента используют протосубтилин Г3Х, Г10Х, Г20Х, протомегатерин Г20Х.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к сельскому хозяйству и может быть использовано в кормлении сельскохозяйственных животных, птиц и пушных зверей.

Известен способ получения кормового продукта для сельскохозяйственных животных (Заявка на изобретение RU 2005128752, МПК A23K 1/00 (2006.01), A23K 1/10 (2006.01) Опубл. 27.03.2007), включающий использование отходов рыбопереработки (фарш), обработанные кислотами, и муку водорослевую кормовую при следующем соотношении компонентов, мас.%: мука водорослевая кормовая - 2,0-5,0; минеральная кислота или смесь органической и минеральной кислот - 1,5-7,0; отходы рыбопереработки (фарш) - остальное.

Недостатком данного способа является то, что использование в качестве реагентов кислот приводит к полному или частичному разрушению ценных (незаменимых) для с/х животных и птиц аминокислот - триптофана, лизина, метионина, треонина, а также частично разрушается гистидин, серии и цистеин, что значительно снижает качество белка. Кроме того, подобная продукция при использовании кислот имеет низкое значение pH (как правило, менее 4,5), что обуславливает необходимость доведения этого показателя до нейтральной реакции путем добавления кормового мела (пушенки) или других щелочных минеральных препаратов. Вдобавок, использование минеральных кислот технически нерационально из-за необходимости применения специального некорродирующего оборудования, тары и инвентаря, а также экологически небезопасно, так как выделяющиеся пары минеральных кислот токсичны для живого организма.

Известен способ получения кормового фарша, который включает в себя измельчение свежего, охлажденного или размороженного рыбного сырья (малоценная мелкая рыба или отходы от разделки рыб на пищевые цели), смешивание с концентрированной муравьиной кислотой (или ее 50%-ным водным раствором) в соотношении 2,0-3,5 кг на 100 кг сырья (Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т.2. - М.: Колос, 1994. - С.529-530). Недостатком данного способа является то, что использование муравьиной кислоты является экологически небезопасным, так как ее пары и образующийся при ее разложении формальдегид токсичны для человека и животных. Кроме того, использование кислоты приводит к снижению pH продукта ниже 4,5, что требует его последующей нейтрализации перед скармливанием животным. Срок хранения кормового фарша, консервированного муравьиной кислотой, при положительных температурах не превышает 2,5 мес.

Известен способ получения кормового фарша из рыбного сырья (мелкая рыба и отходы от разделки рыб), консервированного поваренной солью в количестве 10% к массе измельченного сырья (Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т.2. - М.: Колос, 1994. - С.531). Однако использование поваренной соли для консервирования кормового фарша не рационально, поскольку рекомендуемая массовая доля поваренной соли в готовой кормовой продукции для сельскохозяйственных животных должна составлять не более 2-5% (ГОСТ 2116-2000 «Мука кормовая из рыбы, морских млекопитающих, ракообразных и беспозвоночных. Технические условия»; Отравление сельскохозяйственных животных и птиц минеральными ядами. - Режим доступа: ), а по данному способу - 7-10%. Срок хранения готового продукта при положительных температурах не превышает 2 мес.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому способу является способ получения кормового фарша (ОСТ 15-110-96; Сборник технологических инструкций по обработке рыбы. Т.2. - М.: Колос, 1994. - С.528-529), который включает в себя измельчение свежего, охлажденного или размороженного рыбного сырья (малоценная мелкая рыба или отходы от разделки рыб на пищевые цели), смешивание с сухим пиросульфитом натрия в дозировке 2-3% к массе сырья упаковывание, хранение и реализацию на комбикормовые заводы или животноводческие хозяйства. Относительная биологическая ценность (ОБЦ) кормовых фаршей из (тощих и жирных) рыб по методу биотестирования на Tetrahymena pyriformis составляет от 70 до 74,5% (А.С. Помоз, А.П. Ярочкин, Ю.Н. Никулин, Л.И. Прудченко, О.В. Сахарова. Безопасность и биологическая ценность ферментированных кормовых продуктов из отходов переработки дальневосточных рыб // Известия ТИНРО. - Т.168. - 2012. - С.301-309). Содержание незаменимых аминокислот в кормовых фаршах составляет 36,0-41,0 г/100 г белка, при этом большую часть составляют менее ценные аминокислоты, которые плохо усваиваются животными, такие как пролин и глицин.

Недостатком данного способа является не высокая усвояемость продукта, так как в нем содержится твердая не расщепляемая пищеварительными ферментами минерализованная часть (кости). Срок хранения кормового фарша, приготовленного по данному способу, при положительных температурах не превышает 3,5 мес.

Задачей данного технического решения является повышение биологической ценности готового продукта и улучшение его аминокислотного состава, за счет мягкой обработки сырья и удаления твердой костной массы, а также увеличение срока хранения готового продукта при положительных температурах.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе производства кормовой пасты из рыбного сырья, включающем измельчение сырья, смешивание его с пиросульфитом натрия, упаковывание и хранение, согласно изобретению к измельченному сырью добавляют воду с температурой 70-80°C в количестве 40-60% к массе сырья, смесь перемешивают, прогревают до температуры 40-55°C, вносят раствор протеолитического ферментного препарата, действующего в интервале pH 5,5-7,5, с концентрацией препарата, соответствующей фермент-субстратному соотношению 70-75 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей, смесь ферментируют в течение 30-40 мин, инактивируют путем пастеризации смеси в течение 10-15 мин при температуре 80-90°C, отделяют жидкую фракцию от костной массы, затем из жидкой фракции отделяют белковый осадок в виде пасты, охлаждают пасту до температуры не выше 50°С и смешивают с пиросульфитом натрия в количестве не более 2% к массе белкового осадка и герметично упаковывают.

Белковый осадок в виде пасты отделяют из жидкой фракции центрифугированием при факторе разделения 3000-4000 g. В качестве фермента используют комплексные протеолитические препараты типа протосубтилина Г3Х, Г10Х, Г20Х, протомегатерина Г20Х и им подобные, действующие в интервале pH 5,5-7,5.

Поиск по патентным и научно-техническим источникам не выявил известного способа, совпадающего с совокупностью существенных признаков заявляемого способа, в связи с чем, можно сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критериям изобретения «новизна» и «изобретательский уровень».

Существенными отличительными признаками заявляемого способа по сравнению с прототипом являются.

Добавление в измельченное рыбное сырье пресной воды с температурой 70-80°C в количестве 40-60% к массе сырья. Это позволяет ускорить достижение температур (40-55°C) в сырье, необходимых для ферментолиза. Тем самым ускорить технологический процесс и предотвратить преждевременный автопротеолиз сырья.

Полученную смесь прогревают до температуры 40-55°C, которая является оптимальной для действия вносимого ферментного препарата.

Добавление раствора протеолитического ферментного препарата, действующего в интервале значений pH от 5,5 до 7,5, с концентрацией препарата, соответствующей фермент-субстратному соотношению 70-75 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей, и ферментирование сырья в течение 30-40 мин. способствует частичному разрушению рыбного белка и разжижению мягких тканей, что в дальнейшем позволяет отделить их от костей. При этом аминокислотный состав мягких тканей в готовом продукте меняется в сторону увеличения содержания наиболее ценных для сельскохозяйственных животных незаменимых аминокислот, в частности лизина, треонина, метионина (с цистеином). (Вакула В.Л. Биотехнология: что это такое, - М.: Молодая гвардия, 1989 - 301 с.).

Пастеризация ферментированной смеси температурой 80-90°C в течение 10-15 мин. одновременно инактивирует протеолитические ферменты и снижает количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных микроорганизмов на 2 порядка (с 10⁵ до 10³ КОЕ/г или с 10⁴ до 10² КОЕ/г).

Центрифугирование при значениях фактора разделения от 3000 до 4000 g позволяет сконцентрировать белок в виде пасты и удалить излишки липидов, склонных к окислительной порче, что также способствует увеличению срока хранения готового продукта при положительных температурах.

Охлаждение пасты до температуры не выше 50°С необходимо для предотвращения разложения пиросульфита натрия при повышенных температурах и сохранения его антимикробных свойств.

Внесение в пасту пиросульфита натрия в количестве не более 2% к массе пасты позволяет получить физиологически безопасный продукт для сельскохозяйственных животных.

Срок хранения герметично упакованного готового продукта при положительной температуре по сравнению с прототипом увеличился до 7-8 мес за счет синергетического воздействия двух факторов - кратковременной термической обработки (пастеризация) продукта в процессе приготовления и внесение пиросульфита натрия, обладающего выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами.

Предлагаемое техническое решение соответствует критерию «промышленное применение», так как использование свежего, охлажденного или мороженого сырья позволяет организовать производство кормовой пасты на любом рыбоперерабатывающем производстве, в том числе, находящемся в удалении от места промысла.

Сущность способа заключается в следующем:

Нетоварную мелкую рыбу или отходы от разделки свежей, охлажденной или мороженой рыбы (головы, хребтовые кости с плавниками, внутренности) после размораживания измельчают на мясорубке до размеров частиц 10-30 мм, загружают в емкость из некорродируемого материала для дальнейшей обработки сырья. Добавляют воду с температурой 70-80°C в количестве 40-60% к массе сырья, перемешивают мешалкой с частотой вращения 40-60 об/мин, подогревают до температуры 40-55°C. В полученную смесь добавляют раствор ферментного препарата, при этом в качестве протеолитического фермента используют протосубтилин Г3Х, Г10Х, Г20Х, протомегатерин Г20Х и им подобные ферменты. Концентрация ферментного препарата соответствует фермент-субстратному соотношению 70-75 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей сырья. Ферментирование проводят при температуре 50°C в течение 30-40 мин, затем инактивируют острым паром до температуры смеси 80-90°C и выдерживают в течение 10-15 минут. Из полученной горячей суспензии отделяют твердую фракцию (кости). Жидкую фракцию центрифугируют при факторе разделения 3000-4000 g, собирают плотный белковый осадок - пасту. Пасту охлаждают до температуры не выше 50°C и смешивают с пиросульфитом натрия в количестве не более 2% к массе белкового осадка и герметично упаковывают.

Конечный продукт представляет собой однородную пастообразную, вязкую массу от коричневато-бежевого до коричневато-серого цвета с запахом проваренной рыбы.

Полученная кормовая паста содержит белка от 23,0 до 25,5%, жира от 1,6 до 4,6%, минеральных веществ от 1,2 до 1,7%, pH от 5,2 до 6,2. Содержание незаменимых аминокислот в белке составляет 38,0-43,7 г/100 г белка на фоне увеличения содержания наиболее ценных аминокислот: лизина - до 7,0-8,8 г/100 г белка, треонина - до 4,7-5,5 г/100 г белка, метионина (с цистеином) - до 2,5-4,5 г/100 г белка, а содержание менее ценных аминокислот: пролина до 4,5-6,5 г/100 г белка и глицина до 6,0-7,5 г/100 г белка. ОБЦ продукта составляет 84,5-88,5%, что больше, чем в прототипе. Это свидетельствует об улучшении усвояемости компонентов продукта живым организмом. Выход кормовой пасты составляет 41-44% массы исходного сырья. Срок хранения герметично упакованного готового продукта при положительных температурах составляет 7-8 месяцев.

Кормовую пасту испытывали на свиноферме ООО «Ариран-Н» (с. Борисовка Приморского края) на поросятах-отъемышах. Результаты испытаний кормовой пасты в рационах поросят в дозировке 3-5% от общей питательности рациона в течение 4 мес.показали увеличение валового и среднесуточного приростов на 9-13% по сравнению с кормами, традиционно используемыми в хозяйстве, что позволило сократить затраты кормовых единиц на 22,5% и переваримого протеина на 8,5-13,3%. Результаты испытаний приведены в акте.

Пример 1

100 кг отходов от разделки мороженой сельди тихоокеанской (головы, хребтовые кости с плавниками, внутренности) после размораживания и разделки измельчают на волчке до размеров частиц 10-30 мм, загружают в емкость из некорродируемого материала для дальнейшей обработки сырья. Добавляют воду с температурой 80°C в количестве 50% к массе отходов, перемешивают мешалкой с частотой вращения 40-60 об/мин., подогревают до температуры 50°C. К полученной смеси добавляют раствор ферментного препарата протосубтилин Г3Х в количестве 5 л, в котором концентрация ферментного препарата соответствует фермент-субстратному отношению 75 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей сырья. Ферментирование проводят при температуре 50°C в течение 35 мин. Для инактивации ферментного процесса полученную массу быстро прогревают острым паром до температуры смеси 80°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем жидкую часть отцеживают от костной массы на ротационном сите, полученную жидкую фракцию центрифугируют при факторе разделения 3500 g в течение 10 мин, при этом получают плотный белковый осадок - пасту. Пасту охлаждают до температуры не выше 50°C, смешивают с пиросульфитом натрия в дозировке консерванта 1,2% к массе пасты и герметично упаковывают.

Готовый продукт представляет собой однородную пастообразную вязкую массу от коричневато-бежевого до коричневато-серого цвета с запахом проваренной рыбы.

Кормовая паста содержит белка 25,5%, жира 3,9%, минеральных веществ 1,2%, pH продукта 6,2. Содержание незаменимых аминокислот в белке составляет 43,7 г/100 г белка, в том числе наиболее ценных аминокислот: лизина - 7,3 г/100 г белка, треонина - 5,5 г/100 г белка, метионина (с цистеином) - 3,1 г/100 г белка. При этом содержание менее ценных аминокислот соединительной ткани снизилось до 5,2 г/100 г белка для пролина и до 7,0 г/100 г белка для глицина. ОБЦ продукта составляет 84,5%. Выход кормовой пасты составляет 44% массы исходного сырья. Срок хранения герметично упакованного готового продукта при положительных температурах составляет 8 месяцев.

Пример 2

100 кг мороженого мелкого минтая и навагу (прилов) размораживают на воздухе до температуры 0 +2°C, измельчают на мясорубке до размеров частиц 10-30 мм, загружают в емкость из некорродируемого материала для дальнейшей обработки сырья, добавляют воду с температурой 75°C в количестве 40% к массе сырья, подогревают до температуры смеси 45°C при одновременном перемешивании с частотой вращения мешалки 40-60 об/мин. По достижении температуры 40°C в смесь добавляют раствор ферментного препарата протомегатерин Г20Х в количестве 5 л, в котором концентрация препарата соответствует фермент-субстратному отношению 75 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей. Ферментирование проводят при температуре 45°C мин в течение 40 мин. Для инактивации ферментного процесса полученную массу быстро прогревают острым паром до температуры смеси 90°C и выдерживают в течение 10 минут. Затем жидкую часть отцеживают от костной массы на вибросите, полученную жидкую фракцию центрифугируют при факторе разделения 3000 g в течение 10 мин, при этом получают плотный белковый осадок - пасту. Пасту охлаждают до температуры не выше 50°C, смешивают с пиросульфитом натрия в дозировке консерванта 1,5% к массе пасты и герметично упаковывают.

Готовый продукт представляет собой однородную, пастообразную вязкую массу от коричневато-бежевого до коричневато-серого цвета с запахом проваренной рыбы.

Кормовая паста содержит белка 23,2%, жира 1,6%, минеральных веществ 1,7%, pH 6,0. Содержание незаменимых аминокислот в белке составляет 41,9 г/100 г белка, в том числе наиболее ценных аминокислот: лизина - 7,6 г/100 г белка, треонина - 4,7 г/100 г белка, метионина (с цистеином) - 4,5 г/100 г белка,. При этом содержание менее ценных аминокислот соединительной ткани снизилось до 5,7 г/100 г белка для пролина и до 6,0 г/100 г белка для глицина. ОБЦ продукта составляет 88,5%. Выход кормовой пасты составляет 41% массы исходного сырья. Срок хранения герметично упакованного готового продукта при положительных температурах составляет 8 мес.

Пример 3

100 кг отходов от разделки кеты охлажденной (головы, внутренности без ястыков, плавники), с температурой тканей 2-5°C, без задержки направляют на грубое измельчение до размеров частиц 20-30 мм, загружают в емкость из некорродируемого материала для дальнейшей обработки сырья, добавляют воду с температурой 70°C в количестве 60% к массе сырья, подогревают до температуры смеси 45°C при одновременном помешивании с частотой вращения мешалки 40-60 об/мин. По достижении температуры 45°C в смесь добавляют раствор ферментного препарата протосубтилин Г20Х в количестве 5 л, в котором концентрация препарата соответствует фермент-субстратному отношению 70 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей. Ферментирование проводят при температуре 45°C мин в течение 40 мин. Для инактивации ферментного процесса полученную массу быстро прогревают острым паром до температуры смеси 85°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем на ротационном сите жидкую часть отцеживают от костной массы, полученную жидкую фракцию центрифугируют при факторе разделения 4000 g в течение 10 мин, при этом получают плотный белковый осадок - пасту. Пасту охлаждают до температуры не выше 50°C, смешивают с пиросульфитом натрия в дозировке консерванта 1,0% к массе пасты и герметично упаковывают.

Готовый продукт представляет собой однородную пастообразную вязкую массу от коричневато-бежевого до коричневато-серого цвета с запахом проваренной рыбы.

Кормовая паста содержит белка 23,0%, липидов 4,6%, минеральных веществ 1,6%, pH 5,3. Содержание незаменимых аминокислот в белке составляет 40,7 г/100 г белка, в том числе наиболее ценных аминокислот: лизина - 8,8 г/100 г белка, треонина - 4,9 г/100 г белка, метионина (с цистеином) - 2,5 г/100 г белка. При этом снизилось содержание менее ценных аминокислот соединительной ткани до 6,3 г/100 г белка для пролина и до 6,7 г/100 г белка для глицина. ОБЦ продукта составляет 85,2%. Выход кормовой пасты составляет 42% массы исходного сырья. Срок хранения герметично упакованного готового продукта при положительных температурах составляет 7 мес.

Пример 4

100 кг отходов от разделки камбалы-сырца (головы с остатками внутренностей) без задержки направляют на измельчение до размеров частиц 20-30 мм, загружают в емкость из некорродируемого материала для дальнейшей обработки сырья, добавляют воду с температурой 70°C в количестве 40% к массе сырья, подогревают до температуры смеси 55°C при одновременном помешивании с частотой вращения мешалки 40-60 об/мин. По достижении температуры 55°C в смесь добавляют раствор ферментного препарата протосубтилин Г3Х в количестве 5 л, в котором концентрация препарата соответствует фермент-субстратному отношению 70 единиц протеолитической активности на 1 кг мягких тканей. Ферментирование проводят при температуре 55°C мин в течение 40 мин. Для инактивации ферментного процесса полученную массу быстро прогревают острым паром до температуры смеси 80°C и выдерживают в течение 15 минут. Затем на ротационном сите жидкую часть отцеживают от костной массы, полученную жидкую фракцию центрифугируют при факторе разделения 4000 g в течение 10 мин, при этом получают плотный белковый осадок - пасту. Пасту охлаждают до температуры не выше 50°C, смешивают с пиросульфитом натрия в дозировке консерванта 1,2% к массе пасты и герметично упаковывают.

Готовый продукт представляет собой однородную пастообразную вязкую массу от коричневато-бежевого до коричневато-серого цвета с запахом проваренной рыбы.

Кормовая паста содержит белка 22,4%, липидов 2,6%, минеральных веществ 1,6%, pH 5,7. Содержание незаменимых аминокислот в белке составляет 38,0 г/100 г белка, в том числе наиболее ценных аминокислот: лизина - 7,0 г/100 г белка, треонина - 5,2 г/100 г белка, метионина (с цистеином) - 2,6 г/100 г белка,. При этом снизилось содержание менее ценных аминокислот соединительной ткани до 6,5 г/100 г белка для пролина и до 7,5 г/100 г белка для глицина. ОБЦ продукта составляет 86,0%. Выход кормовой пасты составляет 41% массы исходного сырья. Срок хранения герметично упакованного готового продукта при положительных температурах составляет 7 мес.