Моделирование процесса получения белково-витаминных добавок (БВК) в оборудовании микробного синтеза для вскармливания северным оленям

Размещено на http://allbest.ru

Якутская государственная сельскохозяйственная академия

Моделирование процесса получения белково-витаминных добавок (БВК) в оборудовании микробного синтеза для вскармливания северным оленям

Кокиева Г.Е., Ягловский С.А.

Аннотация

Северное оленеводство - основная этнообразующая отрасль для 22 малочисленных народов Крайнего Севера. Учитывая естественные трудности ввоза свежих продуктов питания, производство диетического оленьего мяса является важным вкладом в дело укрепления местной продовольственной базы. В промышленном животноводстве для повышения продуктивности, сохранности молодняка, а также при лечении и профилактике болезней животных, невозможно отказаться от антибактериальных препаратов, антигельминтиков и других химиопрепаратов. Однако большинство из них оказывает негативное влияние на организм животных, часто вызывая дисбактериозы, которые являются основной причиной гибели молодняка. В связи с этим предлагается технология получения кормового белка для вскармливания оленей в сложный для них период времени.

Ключевые слова: белково-витаминная добавка, профилактика заболеваний оленей, животноводство, механизация технологического процесса, негативное влияние, повышение продуктивности, продукты питания, северное оленеводство, укрепление продовольственной базы

Продукция оленеводства используется для пошива одежды, обуви, для покрытия кочевых жилищ (яранг, чумов). Олени не вызывают значительного отвлечения рабочей силы на обслуживание, не требуют заготовки кормов. Обладая такими важными биологическими способностями, как приспособляемость к суровому климату и способность кормиться круглый год самостоятельно за счет естественных кормовых угодий, олени дают возможность осваивать обширные просторы тундры (Тарабукина Н.П. и др., 2003; Ноздрин А.Г., 2006; Панин А.Н., Малик Н.И., 2006; Юкна В., Шимкус А., 2006; Панин А.Н., Маннапова Р.Т., Батрединова Л.З., 2009; Тарабукина Н.П. и др., 2008).

Массовые желудочно-кишечные и респираторные заболевания новорожденного молодняка имеют в хозяйствах республики повсеместное и широкое распространение, нанося значительный экономический ущерб животноводству, в том числе и оленеводству [1,2].

Ежегодно в оленеводческих хозяйствах республики рождается до 10% телят-гипотрофиков, имеющих низкую живую массу, отставание в физиологическом развитии, ослабленный иммунитет. Такие телята погибают в первый год жизни.

В местах выпаса оленей отмечена высокая контаминация почвы бактериями группы кишечной палочки, сальмонеллами и возбудителями инфекционной энтеротексемии (Cl. perfringens) и некробактериоза. У новорожденных телят установлена обсеменность мышечной ткани, внутренних органов и кишечника энтеропатогенными серовариантами кишечной палочки и сальмонелл, а также патогенными клостридиями (Малтугуева М.Х., 1999).

Биомасса дрожжей является одним из наиболее полноценных кормов (около 5% ее сухого вещества составляет белок). В ней содержатся все незаменимые аминокислоты, усваивающиеся лучше, чем белок концентрированных кормов растительного происхождения [3-6]. Все существующие схемы получения кормового белково-витаминного концентрата предусматривают постоянное наращивание биомассы. Процесс обычно ведется в три генерации:

1) генерация А - маточные дрожжи чистой (ЧК) и естественно чистой (ЕЧК) культуры;

2) генерация Б - засевные дрожжи;

3) генерация В - товарные дрожжи.

В дрожжевой промышленности действует несколько схем выращивания дрожжей.

Различия между ними заключаются в периодичности или непрерывности процессов, кратности разбавления сырья, количестве стадий, скорости роста, уровне технологических параметров (температура, рН, величина засевов) и др.

Белково-витаминный концентрат получают с помощью технологии, сопровождающейся биохимическими, механическими и тепловыми изменениями в клетке и в самой питательной среде в процессе культивирования.

Все схемы по получению кормового белка носят аналогичный характер и предусматривают несколько стадий:

1) получение питательной среды;

2) подогрев и отделение крахмала;

3) ферментация;

4) расфасовка, укупоривание, маркировка;

5) хранение.

На рис. 1 изображены этапы технологии получения кормового белка.

Технологическая схема подготовки питательной среды на картофельном соке представлена на рис. 2.

Рис. 1. Этапы получения кормового белка

Согласно положительному решению на выдачу патента №2014127112/13(043822) МПК С12М 1/21, на первом этапе предусматривается получение винных дрожжей следующим образом: в выделенный питательный сок шиповника, который служит питательной средой, засеваем винные дрожжи Vini Muscat, добавляем необходимые для активного роста минеральные компоненты - суперфосфатные соли, биотин, соли хлора.

Рис. 2. Технологическая схема подготовки питательной среды на картофельном соке

Для поддержания ph среды добавляем серную кислоту, выдерживая стандарты по технологическому расчету и время, при температуре среды t=30…33 гр. Таким образом, получаем культуральную жидкость, которую можем использовать для второй стадии выращивания. На второй стадии отработанную культуральную жидкость разбавляем водой в соотношении 1:2, вводим минеральные соли и настоянный на воде раствор хвои ели и разводку дрожжей Candida Utilis. Также вносим в питательную среду следующие питательные соли, г/дм³: Kh₂PO₄ - 1.56; MgSO₄ - 0,62 и настой хвои, приготовленной по специальной технологии. Подогрев питательной среды с целью уничтожения посторонней микрофлоры (грибки, бактерии и т.д.) осуществляли в термостате при температуре 26...28 ⁰C в течение 12...24 часов. Затем для придания фармакологических свойств в полученную питательную среду добавляем дрожжевой лизат с йодом и смешиваем. Это будет способствовать увеличению выхода биомассы с улучшенными фармакологическими свойствами. Широко известно, что йод предотвращает заболевание щитовидной железы и другие. Раствор переносим в качалочные колбы, стерилизуем, охлаждаем. Использование хвои в качестве добавки к питательной среде имеет ряд преимуществ, так как хвоя - хороший источник каротина (140…320 мг/кг), его содержание в свежей хвое в течение года меняется незначительно. Она богата также витамином С (до 300 мг%). Уровень витамина С в хвое в зимнее время нарастает, достигая 600 мг%, а летом снижается до 250 мг% в сухом веществе. Хранение еловой хвои в течение месяца при 8…10 °С приводит к потере 35% каротина, а при температуре ниже 5°C этого не происходит.

Хвоя издавна применяется в медицине для лечения самых разнообразных заболеваний, но чаще всего с помощью хвои пытаются избавиться от болезней почек, сердечно-сосудистых заболеваний, геморроя и судорог. Зелёные иглы обладают мочегонным, желчегонным, патогенным и, в некоторой степени, - даже обезболивающим действием. В еловой хвое содержатся многие аминокислоты, в том числе и незаменимые. Хвоя большинства растений (ель, сосна, пихта, можжевельник, кипарис и др.) используется в фармакологии, ароматерапии и парфюмерии. Из хвои сосны и ели получают витаминные препараты. Использование шиповника в качестве инокулята имеет следующие достоинства. В шиповнике содержится много витамина Р (до 3%), С (2%), каротина (12…18 %), а также витамины В₁, В₂, К и холин. Количество сахаров в нём достигает 18%, пектиновых веществ - 5%, органических кислот - 0,7…1,8 %. В семенах шиповника содержится около 9% эфирного масла, витамин Е, каротиноиды. В отличие от ягод других культур, в ягодах шиповника нет фермента аскорбиназы, разрушающего витамин С. Плоды шиповника оказывают желчегонное, мочегонное, сосудоукрепляющее, противосклеротическое действие и т.д. Все эти перечисленные качества должны перейти в готовую продукцию. Диффузионный сок получаем путём прессования выжимок ягод шиповника на фильтр-прессе. Диффузионный сок из выжимок шиповника способствует повышению сопротивляемости организма к инфекционным заболеваниям, интоксикациям, к неблагоприятным условиям, увеличению кислотности и переваривающей силы желудочного сока. Показан он при простудных и онкологических заболеваниях, гастрите и язвенной болезни с пониженной кислотностью, малокровии, истощении организма, недостаточности работы надпочечников и диабете.

Диффузионный сок из выжимок шиповника применяют также при пневмонии, бронхопневмонии, бронхиальной астме, при легочных и маточных кровотечениях, гемофилии. Сок из некондиционного шиповника получают путем прессования помятых и битых дозревших, недозревших, перезревших, подмороженных ягод шиповника. Некондиционный сок шиповника обладает комплексом витаминов, пектинов, сахара, но в нем наблюдается пониженное количество витамина С, по сравнению с диффузионным соком. Таким образом, питательная среда для культивирования БВК, содержащая натуральный сок из некондиционного шиповника или выжимок из его ягод, обогащает дрожжи комплексом витаминов, пектинов, биологически активными веществами, что улучшает качество готового продукта, придает ему лечебно-профилактические свойства. Добавление раствора, содержащего элементы хвои, проходит в несколько стадийных операций (см. рис. 3).

Рис. 3. Предлагаемая технология приготовления настоя хвои

Вначале хвоя проходит стадию очищения от механических примесей, от пожелтевших и высохших фрагментов игл. Затем очищенная хвоя идёт на мойку, где происходит отделение от загрязнений (песок, глина и т.д.). Пройдя мойку, хвоя измельчается до определенной величины (2 мм). Затем полученный измельченный объем хвои смешиваем с водой в соотношении 1:2, полученный объём стерилизуем при температуре 60С, настаиваем в течение 12 часов. Через 12 часов раствор фильтруем и получаем готовый продукт. Полученный раствор отправляем в производство либо маркируем и отправляем на хранение. В биомассе винных дрожжей Sacharomyces Vini Muscat содержатся аминокислоты: лейцин, аланин, валин, глицин, тирозин, фенилаланин и метидин в доле 42,7%, аспаргин, лизин, треонин, местионин, изолейцин в доле 31,5% к белку, что определяет высокую биологическую ценность биомассы. Предлагаемый штамм характеризуется крупными клетками, способными образовывать конглономеры, легко оседающие в бродящем сусле на дно. Образование плотного зернистого осадка способствует быстрому отделению дрожжей от сусла. В процессе культивирования винных дрожжей дополнительно обогащают культуральную жидкость биологически активными веществами, аминокислотами. оленеводство север кормовой белок

Использование на второй стадии культивирования отработанной культуральной жидкости от первой стадии в качестве питательной среды, обогащенной витаминами, с добавлением раствора хвои, аминокислотами, БАВ, способствует увеличению выхода биомассы дрожжей Candida Utilis, обеспечивает улучшение качества конечного продукта.

Таким образом, заболеваемость северных оленей можно контролировать путём введения в корм животным белково-витаминного концентрата, обладающего фармакологическими свойствами. Нами изыскиваются пути стабилизации заболеваемости в оленеводстве Якутии. Одним из путей решения этой проблемы мы считаем совершенствование технологии получения белково-витаминного концентрата для вскармливания северным оленям.

Список использованных источников

1. Бороздин Э.К., Забродин В.А., Вагин А.С. Северное оленеводство. - Л.: Агропромиздат, Ленинград-е отд-ние. - 1990. - 240 с.

2. Верховская А.Г. Распространение и специфическая профилактика вирусных инфекций крупного рогатого скота // Ветеринария. - 2010, №3. - С. 20-23.

3. Кокиева Г.Е. Исследование зависимости роста микробных клеток от концентрации биомассы в процессе получения кормовых дрожжей // Научно-технический вестник Поволжья. - 2016, № 3. - С. 31-33.

4. Кокиева Г.Е., Шагдыров И.Б., Шапошников Ю.А. Роль кислорода при моделировании аппарата для культивирования микроорганизмов // Ползуновский вестник. - 2016, № 3. - С. 151-155.

5. Кокиева Г.Е. Состояние деформации деталей сложных технических систем // Научно-технический вестник Поволжья. - 2013, № 6. - С. 341-343.

6. Шагдыров И.Б., Кокиева Г.Е. Исследование дрожжевания кормового белка в оборудовании пищевой промышленности // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. - 2016, № 2. - С. 95-100.

Размещено на Allbest.ru