Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
28
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ХАРЧОВИХ ТЕХНОЛОГІЙ
СУПРУН-КРЕСТОВА ОЛЕНА ЮРІЇВНА
УДК 636.085.55
ТЕХНОЛОГІЯ КОРМОВИХ ДОБАВОК З ВИКОРИСТАННЯМ НЕТРАДИЦІЙНОЇ СИРОВИНИ
05.18.02 –технологія зернових, бобових, круп’яних
продуктів та комбікормів
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата технічних наук
Київ –
Дисертацією є рукопис.
Робота виконана в Національному університеті харчових технологій Міністерства освіти і науки України.
|
Науковий керівник: |
заслужений діяч науки і техніки України, доктор технічних наук, професор Шаповаленко Олег ІвановичНаціональний університет харчових технологій, завідувач кафедри технології зберігання і переробки зерна |
|
Офіційні опоненти: |
доктор технічних наук, професор Юрчак Віра ГаврилівнаНаціональний університет харчових технологій, професор кафедри технології хліба, кондитерських, макаронних виробів та харчоконцентратів |
|
кандидат технічних наук, доцент Шерстобітов Валерій ВалентиновичСГП “Укрсоя-21”, заступник генерального директора з наукової роботи |
|
|
Провідна установа: |
Харківський державний університет харчування і торгівлі Міністерства освіти і науки України, кафедра технології хліба, кондитерських, макаронних виробів і харчоконцентратів, м. Харків |
Захист відбудеться “” листопада 2005 р. об годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.058.04 Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 68, аудиторія А-311.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Національного університету харчових технологій за адресою: 01033, м. Київ-33, вул. Володимирська, 68.
Автореферат розісланий “17” жовтня 2005 р.
Учений секретар спеціалізованої
вченої ради, к.т.н. С.І. Воронцова
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Рівень технології та якість комбікормів взаємообумовлені раціональним застосуванням кормової сировини, обсягом технологічних процесів їхньої обробки та повнотою використання при відгодівлі тварин, птиці та риби.
Максимальне використання кормових ресурсів різних виробництв та розробка раціональної технології їхньої обробки є нагальними вимогами часу та мають практичну актуальність.
Значний внесок у розробку наукових основ технології виробництва й визначення якості кормів і кормових добавок зробили вітчизняні та закордонні вчені: Адамень Ф. Ф., Афанасьєв В. А., Бабич А. О., Богданов Г. О., Бойко Л. Я., Братерський Ф. Д., Глебов Л. А., Гуменюк Г. Д., Єгоров Б. В., Кошелев А. М., Кулик М. Ф., Левченко В. І., Мартиненко Я. Ф., Орлов А. І., Пелевин А. Д.,
Січкар В. І., Стрій В. А., Таранов М. Т., Чеботарьов О. Н., Черняєв Н. П., Шерстобітов В. В., Alcock A. W., Anderson J. A., Bergner H., Boots R., Robinson K. та інші.
Як показує аналіз літературних джерел, сьогодні для стимуляції росту і розвитку тварин та птиці, а також для підвищення їхньої продуктивності й покращення стану здоров’я фахівці все частіше звертаються до використання природних кормових добавок у складі корму.
Поряд з цим, у нашій країні постійно накопичуються великі запаси відходів ефіроолійної промисловості, що мало або взагалі не використовуються у комбікормовій промисловості.
Тому, перехід на альтернативні технології виробництва кормів з сировини, що мало використовується, є одним з найбільш ефективних варіантів збільшення обсягів кормової бази та зниження витрат на її виробництво.
Зокрема, сьогодні відсутні технології з промислового використання відходів переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу та лофанту, як натуральних кормових добавок у складі раціонів для відгодівлі тварин і птиці.
Таким чином, для підвищення якості комбікормової продукції та вдосконалення раціону харчування тварин, актуальним є введення до складу корму нових нетрадиційних видів рослинної сировини, що містять у своєму складі збалансований комплекс білків, ліпідів, амінокислот, мінеральних речовин, вітамінів, а також мають високі поживні та кормові властивості.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дослідження виконувалися відповідно до тематики науково-дослідних робіт Національного університету харчових технологій (НУХТ) “Створення нових ресурсозберігаючих, безвідходних і маловідходних технологій харчових продуктів підвищеної біологічної цінності, профілактично-лікувального, дієтичного та дитячого харчування з використанням нетрадиційної сировини на основі використання фізичних методів впливу”, розділу “Розробка технологій по зберіганню та раціональному використанню зерна та продуктів його переробки”. Автор особисто брав участь у розробленні технології кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини, у проведенні досліджень та розробленні нормативно-технічної документації.
Мета і задачі досліджень. Метою роботи є наукове обґрунтування доцільності застосування нетрадиційної сировини (відходів переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу, лофанту) та розроблення технології виробництва кормових добавок з її використанням.
Відповідно до поставленої мети досліджень були сформульовані такі задачі:
дослідити хімічний склад нетрадиційної сировини (відходів переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу, лофанту) як компонентів для виробництва кормових добавок і комбікормів;
дослідити фізико-технологічні властивості нетрадиційної сировини;
розробити технологію виробництва кормосуміші екструдованої;
розробити технологію виробництва кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини;
визначити хімічний склад, поживну і кормову цінність розроблених кормових добавок;
дослідити зміни якості, що відбуваються в процесі зберігання кормових добавок, та визначити термін їх зберігання;
розрахувати рецепти комбікормів з використанням розроблених кормових добавок;
розробити нормативну документацію на кормові добавки;
розрахувати економічну ефективність від використання розроблених рецептів комбікормів з введенням до їхнього складу кормових добавок.
Об’єкт дослідження –технологія кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини –відходів переробки ефіроолійних культур: м’яти, кропу, шавлії, лофанту, ісопу.
Предмет дослідження –нетрадиційна сировина для виробництва кормових добавок і комбікормів.
Методи дослідження –загальноприйняті та спеціальні методи дослідження фізико-хімічних, технологічних, біохімічних, мікробіологічних властивостей з використанням сучасних пристроїв і комп’ютерних технологій.
Наукова новизна одержаних результатів. Науково обґрунтована доцільність застосування нетрадиційної сировини (відходів переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу, лофанту) та розроблена технологія виробництва кормових добавок з її використанням.
Досліджено вміст антипоживних речовин в насінні сої та встановлені їх зміни, що відбуваються в процесі екструзійної обробки.
Досліджені технологічні властивості та хімічний склад відходів переробки ефіроолійних культур.
Вперше експериментально визначена можливість виробництва екструдованих кормових продуктів на основі зернової сировини (ячменю, кукурудзи, пшениці) та насіння сої. За допомогою методів математичного моделювання отримані рівняння регресії значень технологічного показника –об’ємної маси екструдату при екструдуванні кормових сумішей, та встановлено граничні межі складових суміші під час їхнього виготовлення.
Експериментально визначені та теоретично обґрунтовані біохімічні зміни, що відбуваються під час екструзійної обробки попередніх сумішей рослинних кормових засобів (ячменю, кукурудзи, пшениці та сої).
Експериментально визначено зміну якості одержаних кормових добавок в процесі зберігання.
Розроблені технологічні схеми виробництва кормосуміші екструдованої та кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини.
Розраховано рецепти повнораціонних комбікормів для відгодівлі молодняка сільськогосподарських тварин і птиці з введенням до їхнього складу кормових добавок.
Практичне значення одержаних результатів. Розроблено технологію виробництва кормосуміші екструдованої та технологію виробництва кормових добавок з використанням відходів переробки ефіроолійних культур. На основі проведених досліджень розроблена і затверджена нормативно-технічна документація на кормосуміш екструдовану –ТУ У 15.7-12070938-001-2005 “Кормова добавка –кормосуміш екструдована”, яка прийнята промисловістю до впровадження.
Розроблені кормові добавки рекомендується використовувати при відгодівлі молодняка сільськогосподарських тварин і птиці, а також вводити до складу комбікормів для відгодівлі великої рогатої худоби, свиней та кур-несучок, частково замінюючи зернові культури відповідно до рецептури.
Особистий внесок здобувача. Автор особисто брав участь у розробці методики дослідження, у виконанні аналітичної та експериментальної роботи, у формулюванні висновків і рекомендацій, у підготовці матеріалів досліджень до публікацій, у розробленні технології кормових добавок і створенні нових видів кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини, у розробленні науково-технічної документації. Планування проведення досліджень, аналіз та узагальнення результатів проведено спільно з науковим керівником д.т.н., проф. Шаповаленко О. І. Ряд досліджень виконано у співавторстві зі співробітниками кафедри технології зберігання і переробки зерна та кафедри мікробіології та мікробного синтезу НУХТ; амінокислотний та жирокислотний склад продуктів –зі співробітниками інституту біохімії ім. О. В. Палладіна НАН України, а також на базі державної випробувальної лабораторії сільськогосподарської сировини та харчової продукції Міністерства аграрної політики України.
Особистий внесок здобувача підтверджується поданими документами і науковими публікаціями.
Апробація результатів дисертації. Основні результати роботи доповідалися на 68-й, 69-й, 70-й та 71-й наукових конференціях студентів, аспірантів і молодих вчених НУХТ (Київ, 2002-2005 р.), на міжнародній науково-технічній конференції „Розроблення та виробництво продуктів функціонального харчування, інноваційні технології та конструювання обладнання сільгоспсировини, культура харчування населення України” (НУХТ, Київ, 2003 р.), на 12-й і 13-й міжнародних науково-практичних конференціях “Сучасні інформаційні та енергозберігаючі технології життєзабезпечення людини” (Київ, 2002 р., 2003 р.), на міжнародній науково-практичній конференції “Стан і перспективи розвитку переробної галузі АПК” (Мелітополь –Кирилівка, 2005 р.), на ІІ міжнародній науково-практичній конференції “EXTRUtec’” (Черкаси, 2005 р.), а також на V міжнародній науково-практичній конференції “Хлібопродукти-2005” (ОНАХТ, Одеса, 2005 р.).
Публікації. За результатами дисертації опубліковано 11 робіт, в т. ч. у фахових виданнях –, 2 –у збірниках наукових праць, 4 –тези доповідей наукових конференцій.
Структура дисертації. Робота складається зі вступу, 5 розділів, висновків, списку використаних джерел зі 166 найменувань та 3 додатків. Робота викладена на 129 сторінках машинописного тексту, має 13 рисунків та 31 таблицю.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтована актуальність теми, сформульована мета та завдання досліджень. Визначена наукова новизна і практична цінність роботи, відображено результати апробації, окреслено особистий внесок здобувача, структуру та обсяг роботи.
У першому розділі “Аналітичний огляд літератури” проведено аналіз наукових публікацій, на підставі яких визначено конкретні задачі роботи.
Показано, що використання природних кормових добавок, смакових і ароматичних добавок, кормових рослин при відгодівлі сільськогосподарських тварин і птиці сприяють підвищенню їхньої продуктивності та покращенню стану здоров’я.
Обґрунтовані основні напрямки виконання досліджень.
У другому розділі “Об’єкти та методи досліджень” відображено методологічні аспекти роботи, описано програму проведення досліджень (рис. 1), що ілюструє зв’язок основних етапів роботи.
Наведено характеристику сировини, лабораторне обладнання для одержання екструдуванних кормових сумішей, методики експериментальних досліджень, які дозволили визначити якість сировини та готової продукції, встановити зміни, що відбуваються в процесі екструзійного оброблення, а також визначити кормову цінність готової продукції. Наведено технологічні, біохімічні, мікробіологічні методи досліджень, математичні методи обробки експериментальних даних та визначення похибок результатів.
Рис. 1. Програма досліджень
Під час проведення роботи було використано таке лабораторне обладнання: прилад для визначення сирого протеїну Büchi K-314 (Німеччина); прилад для визначення сирого жиру фірми “Behr” (Німеччина); автоматичний амінокислотний аналізатор Т-339 (Чехія); газовий хроматограф HRGC 5300 (Італія).
Об’єктом досліджень були зразки зерна ячменю, кукурудзи, пшениці та насіння сої врожаю 2001...2004 років, які відповідали вимогам ДСТУ 3769-98 “Ячмінь. Технічні умови”, ГОСТ 13634-90 “Кукуруза. Требования при заготовках и поставках”, ДСТУ 3768-2004 “Пшениця. Технічні умови” та ГОСТ 17109-88 “Соя. Требования при заготовках и поставках”. В якості об’єктів досліджень також були використані: насіння сої, сорт “Изумрудная”, виведений на Кіровоградській дослідній станції і занесений в державний Реєстр сортів України з 1995 року та рекомендований для вирощування в зонах Степу і Лісостепу України, відходи переробки ефіроолійних культур (кропу, м’яти, шавлії, ісопу, лофанту) та екструдовані продукти з сумішей зернових культур (ячменю, кукурудзи, пшениці та насіння сої).
У третьому розділі “Дослідження якості сировини” наведені результати експериментальних досліджень якості зернової сировини, змін хімічного складу насіння сої під час екструзійного оброблення та фізико-хімічного складу відходів переробки ефіроолійних культур: шавлії, кропу, м’яти, ісопу та лофанту.
Для встановлення глибини біохімічних змін, що відбувається в процесі екструзії насіння сої, нами було визначено хімічний, амінокислотний склад та розраховано біологічну цінність білка нативної та екструдованої сої.
Встановлено, що екструзійне оброблення сої викликає незначне зменшення загального білка, але суттєво змінюється його фракційний склад. Фракційний склад білка в нативній та екструдованій сої представлений переважно солерозчинною фракцією, незначну кількість становить лугорозчинна фракція. Виявлено, що екструзія сприяє зменшенню кількості водорозчинних білків (альбумінів і псевдоглобулінів) на 6,97 %, істинних глобулінів на 20,2 % і збільшує вміст глютелінів і нерозчинного залишку на 9,02 % і 16,66 % відповідно. Збільшення в екструдованій сої лугорозчинної фракції та нерозчинного залишку корелює з інактивацією інгібітору трипсину.
При оцінці біологічної цінності білка нативної та екструдованої сої встановлено, що біологічну цінність білків екструдованої сої, як і білків нативного зерна, обмежують сірковмістні амінокислоти, скор яких становить відповідно 68,0 % і 42,0 % відносно шкали ФАО/ВООЗ; знижується кількість амінокислот, але загальна біологічна цінність білків підвищується на 4 %. Останнє свідчить про те, що під час екструзійного оброблення насіння сої утворюється продукт більш високої біологічної цінності.
Визначення зміни вмісту антипоживних речовин показало, що екструзійне оброблення призводить до інактивації антипоживних речовин: вміст інгібітору трипсину знизився на 31 %, а активність уреази –з 2,45 од. рН для нативної сої до 0,18 од. рН для екструдованої сої, що знаходиться в межах норм чинних нормативних документів, згідно яких активність уреази не повинна перевищувати 0,2 од. рН.
Дослідження вуглеводно-лігнінового комплексу екструдату сої показало зниження вмісту крохмалю на 2,3 % за рахунок утворення цукрів і декстринів, а також зменшення кількості сирої клітковини та лігніну на 0,3 % і 0,6 % відповідно.
Для обґрунтування можливості використання відходів ефіроолійних культур (м’яти, кропу, шавлії, ісопу та лофанту) нами визначені їхні фізико-технологічні властивості (табл. 1) та хімічний склад (табл. 2).
Вивчення фізико-технологічних властивостей (табл. 1) показало, що продукти у статичному стані мають добру сипкість, а в динамічному стані вільно переміщуються під час транспортування самопливами, транспортними механізмами, а також при розвантажуванні з місткостей.
Експериментальні дані (табл. 2) свідчать, що відходи переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу та лофанту містять значну кількість поживних речовин (вміст сирого протеїну –,5...13,3 %, вміст кальцію –,0...10,1 % та фосфору –,6...2,5 %), але через високий вміст клітковини (22,0...32,0 %, залежно від ефіроолійної культури) введення їх у раціон корму для тварин і птиці обмежується.
Таблиця 1
Фізико-технологічні властивості відходів переробки ефіроолійних культур
Показник |
Шавлія |
Кріп |
М’ята |
Ісоп |
Лофант |
|
Колір |
сірувато-зелений |
сірувато-зелений |
темно-зелений |
темно-зелений |
сірувато-зелений |
|
Запах |
специфічний, притаманний даній рослині, без сторонніх запахів |
||||
|
Крупність, мм |
1,5...2,0 |
,5...2,0 |
,5...2,0 |
,5...2,0 |
,5...2,0 |
|
Об’ємна густина, г/л |
171 |
||||
|
Дійсна густина, г/л |
206 |
||||
|
Стискаємість, % |
16,99 |
,46 |
,89 |
,52 |
,33 |
|
Кут насипного схилу, град. |
52 |
||||
|
Когезивність, % |
1,21 |
,21 |
,22 |
,22 |
,21 |
Таблиця 2
Хімічний склад та енергетична цінність
відходів переробки ефіроолійних культур
|
Показник |
М’ята |
Лофант |
Шавлія |
Ісоп |
Кріп |
|
Вологість, % |
11,50 |
,40 |
,20 |
,30 |
,20 |
|
Сирий протеїн, % |
13,26 |
,40 |
,25 |
,50 |
,45 |
|
Сирий жир, % |
4,20 |
3,10 |
1,80 |
2,25 |
2,10 |
|
Сира клітковина, % |
22,45 |
,80 |
,92 |
,28 |
,70 |
|
Сира зола, % |
10,80 |
,10 |
,9 |
,10 |
,10 |
|
Безазотисті екстрактивні речовини, % |
37,79 |
,20 |
,93 |
,57 |
,45 |
|
Кальцій, % |
10,10 |
,9 |
,00 |
,20 |
,80 |
|
Фосфор, % |
2,26 |
,20 |
,90 |
,50 |
,60 |
|
Енергетична цінність, ккал/100 г |
380,87 |
,91 |
,90 |
,22 |
,87 |
|
Обмінна енергія, МДж/кг |
15,93 |
,68 |
,39 |
,99 |
,14 |
У четвертому розділі “Розроблення кормових сумішей та дослідження їх біохімічних змін в процесі екструзії” для обґрунтування оптимальної кількості сировини, що необхідна для створення екструдованих зернових сумішей, які в подальшому можна використовувати при відгодівлі молодняку тварин і птиці, нами були проведені досліди згідно плану повного факторного експерименту ПФЕ –.
За основні фактори, які впливають на якість екструдованих зернових сумішей, були обрані: Х –вміст сої, %; Х –вміст пшениці (кукурудзи), %; Х –вологість суміші, % (на загальну масу). Під час створення пшенично-ячмінно-соєвої та кукурудзяно-ячмінно-соєвої сумішей в якості наповнювача використовували ячмінь. За критерій оптимізації обрано технологічний показник –об’ємну масу екструдату (Y), г/л.
У результаті реалізації експерименту та математичної обробки експериментальних даних відповідно до матриці планування були отримані рівняння регресії для об’ємної маси екструдату (в кодованих значеннях факторів):
для пшенично-ячмінно-соєвої суміші:
Y=484,68 - 39,22·Х+ 17,46·Х+ 11,39·Х·Х + 12,93·Х·Х, (1)
для кукурудзяно-ячмінно-соєвої суміші:
Y=463,97 - 27,00·Х+ 7,07·Х+ 13,03·Х·Х- 12,93·Х·Х- 6,64·Х·Х·Х. (2)
Оцінку адекватності рівнянь регресії (1) та (2) визначали за критерієм Фішера, який становив для пшенично-ячмінно-соєвої суміші 1,14, для кукурудзяно-ячмінно-соєвої суміші 1,95 (при критичних значеннях 2,85 і 2,74 відповідно). Виявлено, що рівняння адекватно описують процес створення суміші компонентів. У результаті реалізації плану експерименту встановлено граничні межі введення сої, пшениці, кукурудзи та визначено початкову вологість суміші. Ці значення становлять для пшенично-ячмінно-соєвої суміші: кількість сої 19...22 %, пшениці – %, ячменю –...56 %, вологість суміші (на загальну масу) –,2...18,4 %; для кукурудзяно-ячмінно-соєвої суміші: кількість сої 9...13 %, кукурудзи – %, ячменю –...66 %, вологість суміші (на загальну масу) –,6...18,8 %.
Для обґрунтування доцільності використання екструзійного оброблення при виготовленні кормових продуктів були проведені дослідження фізико-технологічних показників (табл. 3) та змін білкового й вуглеводного комплексу отриманих екструдованих кормових сумішей (табл. 4).
Таблиця 3
Фізико-технологічні показники якості екструдованих продуктів
|
Показники |
Екструдовані продукти з |
|||
|
пшенично-ячмінно-соєвої суміші |
кукурудзяно-ячмінно-соєвої суміші |
|||
|
Склад суміші, % |
25:53:22 |
:56:19 |
:62:13 |
:66:9 |
|
Вологість, % |
7,8 |
,8 |
,6 |
,6 |
|
Кут природного cхилу, град. |
41...43 |
...43 |
...43 |
...43 |
|
Кут ковзання по сталевому самопливу, град. |
34...35 |
4...35 |
34...35 |
...35 |
|
Сипкість, см/с |
7,62 |
,33 |
,09 |
,46 |
|
Об’ємна маса, г/л |
499,0 |
,4 |
,8 |
,2 |
|
Дійсна густина, г/л |
560,7 |
,2 |
,7 |
,7 |
|
Стискаємість, % |
11 |
|||
|
Когезивність, % |
1,12 |
,12 |
,11 |
,12 |
При дослідженні фізико-технологічних показників (табл. 3) встановлено, що отримані екструдовані продукти сумішей зернових культур характеризуються низькими показниками стискаємості й когезивності, а це сприятиме вільному переміщенню при транспортуванні, а також добрій сипкості під час розвантажування з місткостей.
Таблиця 4
Зміна білкового та вуглеводного комплексу
кормових сумішей у процесі екструзії
|
Показник |
Екструдовані продукти з |
|||
|
пшенично-ячмінно-соєвої суміші |
кукурудзяно-ячмінно-соєвої суміші |
|||
|
Склад суміші, % |
25:53:22 |
:56:19 |
:62:13 |
:66:9 |
Вологість, % |
10,2±0,03 7,8±0,02 |
10,2±0,02 7,8±0,02 |
10,4±0,04 7,6±0,03 |
10,4±0,03 7,6±0,03 |
|
Сирий протеїн, % на суху речовину |
19,45±0,22 19,22±0,20 |
19,00±0,24 18,91±0,28 |
15,96±0,23 15,84±0,25 |
15,45±0,30 15,29±0,36 |
|
Сира клітковина, % |
3,77±0,23 2,90±0,20 |
3,74±0,26 2,84±0,18 |
3,81±0,18 2,76±0,15 |
3,76±0,28 2,69±0,24 |
|
Крохмаль, % |
48,67±0,48 39,13±0,45 |
51,12±0,56 40,64±0,43 |
54,82±0,38 44,99±0,29 |
56,76±0,43 48,68±0,27 |
|
Декстрини, % |
1,30±0,05 19,13±0,16 |
1,14±0,09 20,70±0,20 |
0,86±0,06 20,01±0,19 |
0,67±0,06 20,25±0,20 |
Примітка. В чисельнику подані значення до екструзійного оброблення, в знаменнику –після оброблення.
Наведені дані (табл. 4) свідчать про те, що в отриманих продуктах спостерігається підвищений вміст білка до 16...19 % (за рахунок введення насіння сої до 22 %, залежно від рецептури), а також відбувається гідроліз крохмалю з утворенням продуктів меншої молекулярної маси (за рахунок комплексної дії високої температури, тиску та механічного тертя). Загальний вміст крохмалю зменшується для пшенично-ячмінно-соєвих сумішей на 9,54...10,48 %, а для кукурудзяно-ячмінно-соєвих сумішей –на 8,1...9,83 %, у той час, як загальна кількість декстринів збільшується в середньому на 20 % для всіх зразків. Встановлено, що вміст сирої клітковини знаходиться на оптимальному рівні в межах 3...4 %, при нормі 5 % для молодняка свиней і 7,0 % для птиці.
Для визначення біологічної цінності розроблених продуктів розраховували коефіцієнт різниці амінокислотного скору (КРАС) та біологічну цінність (БЦ) білка. Внаслідок екструзійного оброблення попередніх сумішей спостерігається підвищення загальної біологічної цінності білків для пшенично-ячмінно-соєвих сумішей на 2,0 % (рис. 2), для кукурудзяно-ячмінно-соєвих сумішей –на 5,0...6,0 % (рис. 3).
Під час визначення перетравності одержаних кормових сумішей в системі in vitro нами встановлено, що кращу перетравність органічної складової, тобто більш доступними для дії ферментів пепсину, панкреатину і ціловіридину є кормові суміші на основі кукурудзи –,22...69,26 %, за рахунок більших структурних перетворень вуглеводної складової, а у сумішей на основі пшениці цей показник становить 64,12...66,56 %.
На основі отриманих даних хімічного складу було розраховано енергетичну цінність та обмінну енергію екструдованих продуктів. Встановлено, що вони мають підвищену кормову цінність (обмінна енергія –,5...17,9 МДж/кг).
|
а) –необроблена суміш зі складом 25:53:22, вологість 10,2 %; б) –екструдована суміш зі складом 25:53:22, вологість 7,8 %; в) –необроблена суміш зі складом 25:56:19, вологість 10,2 %; г) –екструдована суміш зі складом 25:56:19, вологість 7,8 %. |
||
Рис. 2. Порівняльна характеристика біологічної цінності (БЦ) та коефіцієнту різниці амінокислотного скору (КРАС) білка пшенично-ячмінно-соєвих сумішей
|
а) –необроблена суміш зі складом 25:62:13, вологість 10,4 %; б) –екструдована суміш зі складом 25:62:13, вологість 7,6 %; в) –необроблена суміш зі складом 25:66:9, вологість 10,4 %; г) –екструдована суміш зі складом 25:66:9, вологість 7,6 %. |
||
Рис. 3. Порівняльна характеристика біологічної цінності (БЦ) та коефіцієнту різниці амінокислотного скору (КРАС) білка кукурудзяно-ячмінно-соєвих сумішей
При дослідженні жирокислотного складу виявлено, що екструдовані зернові суміші містять підвищений вміст ненасичених жирних кислот (до 69 %), більшу частину яких (до 61 %) становлять поліненасичені жирні кислоти –лінолева і ліноленова. В процесі зберігання на початкових стадіях спостерігається швидке окислення ненасичених жирних кислот (рис.4, 5) –кислотне число жиру для пшенично-ячмінно-соєвих сумішей зростає до 11,5...11,8 мг КОН/г жиру, для кукурудзяно-ячмінно-соєвих сумішей –до 14,0...15,6 мг КОН/г жиру при температурі зберігання +20 °С. На кінцевих стадіях відбувається сповільнення у зростанні кислотного числа і подальше утворення перекисів.
Дослідні зразки зберігали в умовах, прийнятих у практиці комбікормових заводів, а саме, в місці, захищеному від прямих сонячних променів при температурі 0 С і +20 С, що відповідає зимовому та літньому періоду, для яких було визначено також мікробіологічні показники.
Дослідження зміни мікробіологічних показників в процесі зберігання свідчать про відсутність патогенної мікрофлори та токсичних властивостей, загальна кількість мікробних клітин для всіх зразків знаходиться в межах 110…210 колоній утворюючих одиниць на 1 г продукту (КУО/г), що не перевищує допустимі норми –10 КУО/г.
На основі проведених досліджень встановлено, що термін зберігання розроблених екструдованих продуктів у промислових умовах при температурі +20 С не повинен перевищувати 45 діб, а при температурі 0 С –діб з постійним контролем кислотного та перекисного чисел жиру.
У п’ятому розділі “Розроблення технології кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини” наведено технологію виробництва кормосуміші екструдованої, технологію кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини та розраховані рецепти повнораціонних комбікормів для кур-несучок та поросят-сисунів.
На рис. 6 наведена технологічна схема виготовлення кормосуміші екструдованої. Технологією передбачено попередню підготовку сировини –очищення її від смітної, мінеральної та металомагнітної домішок, подрібнення, дозування та змішування.
Рис. 6. Технологічна схема виготовлення кормосуміші екструдованої
Для очищення зерна від смітної та мінеральної домішок у технологічній схемі передбачено встановлення просіювальних машин (2) після бункерів для неочищеного зерна (1), а для очищення від металомагнітних домішок –електромагнітний сепаратор або магнітна колонка (3).
В разі потреби та для забезпечення більш ефективного проходження подальшого процесу екструдування, очищену сировину (насіння сої), яка знаходиться в оперативному бункері (4) подрібнюють на молоткових дробарках (5) із застосуванням пробивних сит з отворами діаметром 6,0...8,0 мм.
Підготовлена таким чином сировина подається до бункерів (6), з подальшим дозуванням на дозаторах (7) та змішуванням у змішувачах (8). Далі суміш направляється в бункери над екструдерами (9), звідки надходить в екструдери КМЗ-2, КМЗ-2У, BrontoTM Е-250, Е-500, Е-1000 (універсальних) (11).
Для забезпечення стабільності процесу екструдування зернові суміші доцільно попередньо зволожувати до вологості 18...19 % у зволожувачах (10). Для отримання якісного продукту екструдати охолоджують на охолоджувачах горизонтального Б6-ДОБ або вертикального типу ДГ-ІІ, Б6-ДГВ/2, ГТО-10 українсько-німецького СП “Грантех” (12). Температура продукту після охолодження не повинна перевищувати температуру навколишнього повітря більше, ніж на 18 С. Подрібнюють охолоджений продукт на молоткових дробарках (5) з використанням сит, що забезпечують необхідну крупність продукту, передбачену стандартом для певного виду та віку тварини чи птиці. Контроль проводять, застосовуючи просіювальні машини (13). Готовий продукт подається у надвагові бункери (14) звідки і надходить на зважування, яке проводять на автоматичних вагах (15).
Технологічна схема виробництва кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини (рис. 7) передбачає очищення та подрібнення відходів ефіроолійних культур (м’яти, кропу, шавлії, ісопу та лофанту), а також додавання кормосуміші екструдованої.
Рис. 7. Технологічна схема виробництва кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини
Для очищення сировини, яка знаходиться в оперативних бункерах (1) в схемі передбачено встановлення просіювальних машин (2). Сходову фракцію з сортувального сита направляють в бункер для відходів (4). Прохід крізь сито направляють на електромагнітний сепаратор або магнітну колонку (3) для видалення металомагнітних домішок.
Перед використанням відходи ефіроолійних культур з оперативного бункера (5) у разі необхідності подрібнюють на молоткових дробарках (6) із використанням сит з отворами діаметром 3...6 мм, що забезпечують необхідну крупність сировини. Потім сировину направляють в наддозаторні бункери (7).
Екструдовану кормосуміш, що надходить з лінії виробництва, направляють до наддозаторних бункерів (7). Підготовлена таким чином сировина подається у дозатор (8), де дозується у визначених співвідношеннях. Віддозована суміш подається у змішувач (9), а потім –в оперативний бункер (10) або (14).
Готова продукція з оперативного бункера (14) направляється на пакування та відвантажування споживачам. Зважування проводять на автоматичних вагах (15). Передбачено виробництво гранульованих кормових добавок. Для цього після змішування всіх компонентів у змішувачі (9) суміш подається до бункерів (10), які розташовані над грануляторами ДГ-І або Б6-ДГВ/1 (11) або інших типів. Охолоджують гранули в охолоджувачах (12) до температури, яка не перевищує температуру навколишнього середовища більше, ніж на 10 С. Контроль розміру гранул здійснюють в просіювальних машинах (13) з застосуванням сит, що забезпечують необхідну крупність, передбачену стандартом.
Для з’ясування поведінки відходів рослинної сировини в процесі змішування проведено дослідження з визначення ефективності процесу змішування на основі статистичної характеристики сумішей, до складу яких було введено відходи рослинної сировини. Встановлено, що компоненти достатньо добре розподілені в суміші. Коефіцієнти варіації розподілення ключового компоненту становлять 4,6...5,4 %.
Визначення біохімічного складу екструдованих кормових сумішей та відходів ефіроолійних культур дозволили розрахувати рецепти повнораціонних комбікормів для птиці та поросят-сисунів віком 61-104 днів. Введення екструдованих кормових сумішей в рецепти комбікормів в кількості 34...43 % для птиці та 45...54 % для поросят-сисунів, а також введення відходів ефіроолійних культур (шавлії, м’яти, ісопу, лофанту та кропу) в кількості до 3 %, підвищує біологічну і кормову цінність комбікормів, дозволяючи частково замінити в рецепті зернові культури та інші види незернової сировини.
На підставі проведених досліджень розроблено і затверджено нормативно-технічну документацію на кормосуміш екструдовану –ТУ У 15.7-12070938-001-2005 “Кормова добавка –кормосуміш екструдована”.
Розраховано очікуваний економічний ефект від використання розроблених рецептів комбікормів з введенням до їхнього складу екструдованих кормових сумішей, який в середньому становить: для поросят 73,25 грн. на тонну комбікорму; для птиці 40,00 грн. на тонну комбікорму.
ВИСНОВКИ
Технології виробництва полягають у попередній підготовці сировини (очищенні, подрібненні, дозуванні, змішуванні) та спеціальній (баротермічній) обробці для покращення технологічних властивостей і підвищення кормової цінності продукту з процесами: попереднього зволожування, екструдування або гранулювання, охолодження та подрібнення продукту залежно від призначення корму.
ПЕРЕЛІК РОБІТ, ОПУБЛІКОВАНИХ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
Особистий внесок: участь в експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: участь в теоретичних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: проведення експериментальних досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: участь в теоретичних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: аналіз літературних джерел, участь в проведенні теоретичних і експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: аналіз літературних джерел, участь в проведенні теоретичних і експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
Особистий внесок: аналіз літературних джерел, участь в проведенні теоретичних і експериментальних дослідженнях, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
АНОТАЦІЯ
Супрун-Крестова О. Ю. Технологія кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини. –Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.18.02 –Технологія зернових, бобових, круп’яних продуктів та комбікормів. –Національний університет харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Київ, 2005.
Дисертація присвячена науковому обґрунтуванню доцільності застосування нетрадиційної сировини (відходів переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу, лофанту) та розробленню технології виробництва кормових добавок з її використанням. Встановлено зміни вмісту антипоживних речовин в процесі екструзійної обробки нативного насіння сої. Вивчено технологічні властивості та хімічний склад відходів переробки ефіроолійних культур: м’яти, кропу, шавлії, ісопу та лофанту. Визначено доцільність виробництва екструдованих кормових сумішей на основі зернової сировини (ячменю, кукурудзи, пшениці) та насіння сої. Досліджено вплив екструзійного оброблення на технологічні властивості та хімічний склад кормових зернових сумішей. Вивчено зміни якості екструдованих кормових сумішей у процесі зберігання. Науково обґрунтовано та розроблено технологію виробництва кормових добавок з використанням нетрадиційної сировини: відходів переробки шавлії, кропу, м’яти, ісопу, лофанту. Розроблено нормативно-технічну документацію на одержану кормосуміш екструдовану. Розраховано очікуваний економічний ефект від використання розроблених рецептів комбікормів з введенням до їхнього складу екструдованих кормових сумішей.
Ключові слова: відходи ефіроолійних культур, насіння сої, кормові зернові суміші, екструдування, біологічна цінність, кормова цінність, відгодівля тварин, зберігання, технологія.
АННОТАЦИЯ
Супрун-Крестова Е. Ю. Технология кормовых добавок с использованием нетрадиционного сырья. –Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.02 –Технология зерновых, бобовых, крупяных продуктов и комбикормов. –Национальный университет пищевых технологий Министерства образования и науки Украины, Киев, 2005.
Диссертация посвящена научному обоснованию целесообразности применения нетрадиционного сырья (отходов переработки шалфея, укропа, мяты, иссопа, лофанта) и разработке технологии производства кормовых добавок с их использованием.
В работе исследовано содержание антипитательных веществ семян сои, а также биохимические изменения, которые проходят в процессе экструзионной обработки сои. Изучены технологические свойства и химический состав отходов эфиромасличных культур: мяты, укропа, шалфея, иссопа, лофанта. Установлено, что они имеют хорошую сыпучесть и способность к дозированию. Отмечено повышенное содержание питательных веществ (содержание сырого протеина –9,5...13,3 %, содержание кальция –4,0...10,1 % и фосфора 1,6...2,5 %). Выявлено высокое содержание клетчатки до 22…38 %, в зависимости от образца, поэтому при введении в состав корма их количество необходимо ограничивать.
Установлена целесообразность производства кормовой смеси экструдированной с использованием зернового сырья (ячменя, кукурузы, пшеницы) и семян сои. Получены уравнения регрессии для значений технологического показателя –объемной массы экструдата при экструдировании кормовых смесей, определены граничные уровни введения сои, пшеницы, кукурузы, а также начальная влажность смеси. Для пшенично-ячменно-соевых смесей эти значения составляют: количество сои 19...22 %, пшеницы – %, ячменя –...56 %, влажность смеси (на общую массу) –,2...18,4 %; для кукурузно-ячменно-соевых смесей: количество сои 9...13 %, кукурузы –5 %, ячменя –...66 %, влажность смеси (на общую массу) –,6...18,8 %.
Исследованы биохимические изменения, происходящие в процессе экструзии кормовых зерновых смесей. Установлено повышение биологической ценности: для пшенично-ячменно-соевых смесей на 2,0 %, для кукурузно-ячменно-соевых смесей на 5,0...6,0 %, а также и кормовой ценности продуктов (обменная енергия –,5...17,9 МДж/кг). Отмечено, что в процессе хранения не происходит сильного ухудшения качества продуктов, а также не выявлено патогенных микроорганизмов и токсичности. Определен допустимый срок хранения, который составляет 50 дней при температуре +20 С и 60 дней при температуре 0 С.
На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований разработана технология производства кормовой смеси экструдированной, а также технология производства кормовых добавок с использованием отходов переработки шалфея, укропа, мяты, иссопа, лофанта. Технологии производства основаны на первичной подготовке сырья (очистке, измельчении, их дозировании, смешивании), а также специальной обработке для улучшения технологических свойств и увеличения кормовой ценности конечного продукта с процессами: увлажнения, экструдирования или гранулирования, охлаждения и измельчения в зависимости от назначения корма.
Рассчитаны рецепты полнорационных комбикормов для молодняка птицы и свиней с введением кормовой смеси экструдированной и отходов эфиромасличных культур взамен зерновых культур и незерновых видов сырья. Разработана нормативно-техническая документация на кормосмесь экструдированную –ТУ У 15.7-12070938-001-2005 “Кормовая добавка –кормосмесь экструдированная”. Рассчитан ожидаемый экономический эффект от использования разработанных рецептов комбикормов с введением в их состав экструдированных кормовых добавок, который в среднем составляет: для поросят 73,25 грн. на одну тонну комбикормов, для птицы 40,00 грн. на одну тонну комбикормов.
Ключевые слова: отходы эфиромасличных культур, семена сои, кормовые зерновые смеси, экструзия, биологическая ценность, кормовая ценность, откорм животных, хранение, технология.
ANNOTATION
Suprun-Krestova O.Y. Technology of fodder additives with using of nonconventional raw material. –Manuscript.
Thesis on obtaining of scientific degree of the candidate of technical science on specialty 05.18.02 –Technology of grain, bean products and mixed fodders. – National university of food technology of Ministry of education and science of Ukraine, Kiev, 2005.
The dissertation is devoted to development of technology of fodder additives with using of nonconventional raw material. Changes, which pass in process of extrusion of soya seeds, are established. Technological properties and chemical content of waste products ether-oil cultures are investigated: mints, fennel, a sage, issope and lofante. The opportunity of producing of extruded fodder mixes is determined on the basis of grain raw material (barley, corn, wheat) and soya seeds. Influence of extrusion on technological properties and a chemical content of extruded fodder mixes is investigated. Changes of quality of extruded fodder mixes are investigated during storage. The technology of extruded fodder mixes producing and technology of producing of fodder additives with using of nonconventional raw material are developed and scientifically proved.
Keywords: waste products ether-oil cultures, soya seeds, fodder grain mixes, extrusion, biological value, fodder value, animals feeding, storage, technology.