автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.06, диссертация на тему:Биотехнология облагораживания вторичного белоксодержащего сырья

рго о/]

академ наук республики узбекистан 'ордоА^трудового красного знамени институт химии растительных веществ

На правах рукописи

УДК 665.117

АЛИЕВА Мухаббатхон Игамбердыевна

БИОТЕХНОЛОГИЯ ОБЛАГОРАЖИВАНИЯ ВТОРИЧНОГО БЕЛОКСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Специальность - 05.18.06 - "Технология жиров, эфирных масел и

парфюмерно-косметических продуктов"

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Ташкент • 1997

Работа выполнена в Ташкентском химико-технологическом институте.

Научшй руководитель: кандидат технических наук,

старший научный сотрудник

Ильясов А.Т.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, проф.

Мирхаликов Т.Т.

кандидат технических наук, старший научный сотрудник Маматханов А.У.

Ведущая организация: Ташкентский масложировой комбинат.

Защита диссертации состоится ^^НсИ

в 1400 час. на заседании Специализированного Совета Д.015.40.01. при Институте химии растительных веществ АН Р! но адресу: 700170, Ташкент, пр. акад. X.Абдуллаеяа, 77.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института .

\ И Я О И ТОО г;

Автореферат разослан ^ 1997 г.

Ученый секретарь

Специализированного Совета ^

доктор химических наук, профессор АЛИЕВ H.A.

ОНДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Рациональное использование и переработка вторичного белоксодержшаего сырья (ВВС) является одной из главных проблем агропромышленного комплекса Узбекистана. Недооценка эффективности применения в кормах местного крупнотоннажного ВБС - хлопкового строга к рисовой мучки (отруби), приводит к перерасходу дефектного зерна на фоне низкого содержания главного компонента - сирого протеина, и удорожание комбикормов. Средняя кормовая единица содержит 60-65 г перевариваемого протеина вместо 95-100 г по норме. 20-25 % дефицит перевариваемого протеина в рационе корлов жвачных животных приводит, как это известно, к значительному недобору животноводческой продукции в объеме 30-34 %, повышении ее себестоимости в 1,5 раза, уЕеличениг) расхода кормов на 30-40 % по сравнен;® с рационами, сбалансированными по этому ингредиенту.

В нашей Республике ежегодно вырабатывал? 0,7-0,9 млн.т хлопкового орота, содержащего 33-42 % сырого протеина, до 0,02 % свободного госенпола и более 20 % клетчатки, а также свыше 55 тыс.т рисовой мучки. Низкое кормовое качество хлопкового шрота, содержащего 45-50 % растворимого белка, токсические проявления свободного госсипола при вскармливании шрота птицам, а также явное ухудсение качества сырой рисовой мучки в результате интенсивного протекания нежелательных ферментативных процессов с участием липазы и пероксчдазы, не позволяет 344/эктивно использовать эти вицы ВЕС в кормопроизводстве и животноводстве. Масло-жировая промышленность не в состоянии вырабатывать обезвреженный хлопковый шрот с содержанием свободного госсипола ыенее 0,01 % и клетчатки около 10 %, а ри-соперерабатуватцие заводы не вооружены технологией стабилизации кормозого качества мучки. Однако, несмотря на это, указанные отрасли располагает необходимой технической базой и научным потенциалом для оперативного репения вышеизложенных актуальных проблем по существенному улучшен;® кормовой бази Узбекистана.

Тема диссертации исходит из основных направлений исследований ТалХГИ, включенных в перечень важнейших НИОКР ГКНТ РУ (1К Госрегистрации 01930000928).

Цель научной работы состоит в разработке и освоении биотехнологических способов получения облагороженных белок-содержащих кормовых продуктов (ОЕП) из местного ВВС - хлопкового шрота и рисовой кучки, эффективных для широкого исполь зования в животноводстве.

В соответствии с этим . сформулированы и решены следующие основные задачи:

- разработать методику экспериментальных исследований;

- исследовать и разработать оптимальные технологические параметры экстрагирования ВЕС и фракционирования получаемой суспензии;

- исследовать технологию сбраживания суспензий и экстрактов молочнокислыми бактериями (УКБ} и пекарскими дрожжами (ПД);

- разработать .оптимальные параметры биотехнологкческого процесса на основе математической обработки результатов экспериментальных исследований;

- изучить качество полученных ОШ и обосновать их исполь зование в качестве белоксодерзащях добавок к комбикормам;

- осуществить производственные испытания и частичное внедрение разработанной биотехнологии переработки ВБС с использованием получаемых белковых добавок в птицеводстве и животноводстве;

- рассчитать экономический эффект от использования результатов НИР и сформулировать практические рекомендации.

Научная новизна работы. Разработаны новые способы получения 0Н1, вюшчащие процессы: экстрагирования ВБС 0,2 % раствором едкого натра, разделения образованной суспензии по методу фильтрации или центрифугирования на жидкую (экстракт) и твердую (жом) фракции, сбраживания суспензий и экстрактов МКБ или ПД. В результате биотехнологической переработки получаются ОШ и УЩ (углеводно-белковый продукт) из:

- хлопкового шрота с весьма низким содержанием свободного (около 0,005 %) и связанного (до 0,1 %) госснпола, повышенным количеством растворимого протеина, состав которых облагораживается продуктами биоконверсии: молочной кислотой, этиловым спиртом, витаминами В и С и другими ценными соединениями, улучшающими и усиливающими обмен веществ в живом

организме",

- рисовой мучки, в которой наряду с вышеизложенными эффектами облагораживания состава суспензий и экстрактов под воздействием МКБ или ПД, установлено значительное увеличение содержания белков и незаменимых аминокислот, особенно при дрожжевой обработке.

В острых токсикологических опытах абсолютно смертельная доза у ОШ, полученных из хлопкового пгрота и рисовой мучки, не установлена, что свидетельствует о глубоком обезвреживании этих продуктов.

Практическая ценность работы. Разработанная биотехнология решает сложные задачи улучшения качества комбикормов за счет рационального использования хлопкового шрота и рисовой мучки. Рекомендуемая технология сравнительно проста, не связана с применением сложного нетрадиционного оборудования, малоэнергоеыка, неметаллоемка и может быть внедрена без значительных капитальных затрат в птицеводческих, свиноводческих и других животноводческих хозяйствах.

Результатами неоднократных производственных испытаний ОШ, полученных из хлопкового ирота, в рационе кормов для птиц-бройлеров и свиней, установлена их высокая практическая значимость. Достигаются высокие привесы к улучшается сохранность животных. 10-20 % добазка ОШ в комбикорма обеспечивает дополнительный привес у: бройлеров - 300 г/гол., свиней - 9,2 кг/гол. Выбраковка животных в ходе откорма сокращается на 20-30 %.

Корыовая ценность ОШ состоит в том, что они, наряду с легкоусваиваемыыи белками, содержат: жизнедеятельные МКБ; витамины В и С; молочную кислоту и другие соединения, улучшающие усваиваемость не только ОБП, но и исходного комбикорма, а также предотвращающие проявления патогенной микрофлоры в желудочно-кияечном тракте.

Достигнутые результаты связаны с глубоким обезвреживанием госсипола и улучшением кормовых свойств ирота, подвергнутого биоконверсии.

Рекомендуемая к пирокому внедрению биотехнология усили-

вает охрану окружаощей среды и отличается универсальностью, т.к. легко применима для переработки других видов ВБС: рисовой мучки, соевого и клещевинного егротов.

В ходе испытаний и частичного освоения научной разработки в птицеводстве к свиноводстве в 1989-1996 г.г. получен фактический экономический эффект свьае 1,2 клн.руб., что в пересчете на цены по состоянию на 01.04.96 г. составляет более 150 тыс.сук.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и были одобрены на конференциях профессорско-преподавательского состава ТешХТИ (1939-19Э6 г.г.), Международном научно-техническом симпозиуме "Разработка, создание и эксплуатация сельскохозяйственных малин в условиях рыночной экономики" (г.Таихент, 1994 г.), Международной научной конференции "Научно-технический прогресс в пищевой промышленности" (г.Самарканд, 1996г.).

Основные результаты диссертационной работы приняты к внедрению решением ÏÏTC Узптицепрома (1933 г.). В 1990 г. разработанная биотехнология получения ОШ из местного ВБС выиграла Межреспубликанский конкурс "Высокоэффективные процессы производства продовольствия".

Публикации. Основное содержание диссертационной работы опубликовано в 15 научных трудах, в том числе 4 статей я 5 изобретений.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из следующих основных разделов: введение, обзор литературы, экспериментальная часть, математическая обработка результатов исследования, производственные испытания разработанной технологии и ее ожидаемая экономическая эффективность, выводы,

список использованной литературы, приложение. Работа изложена на 125 стр. машинописного текста, включает 19 табл. и 9 рис. Список литературы содержит 190 наименований отечественных и зарубежных источников.

ОСНОВНОЕ 00ДЕГ2АНИЕ РАБОТЫ

Литературный обзор посвящен обсуждению проблем: формирования качества, использования и переработки ВВС и оценки перспектив применения бнотехнологического метода переработки ВЕС в целях получения корыовых и пивдвых продуктов.

Постановка экспериментов и методы исследования. Объекты исследования - местные крупнотоннажные виды ВЕС - хлопковый шрот и рисовая мучка, характеристики которых представлены в табл. I.

Таблица I Характеристики объектов исследования

№ ! Содержание в объектах Объекты пе| :еоаботки

пп ! исследования, % хлопковый а рот рисовая ' мучка

I 2 3 4

т Сырого протеина 43,6-45,2 16,32-17,20

2 Растзориыого белка (в 'о к сырому протеину) 49,5-55,4 73,0-76,1

3 Сырого масла 1,0-1,5 14,15-15,2

Углеводов 6,6-9,8 37,54-39,7

5 Клетчатки 14.0-1В, 5 6,6-8,3

6 Свободного госснпола 0,017-0,021 -

7 Связанного госснпола 0,35-0,47 -

Ь Влаги 8,3-9,6 8,3-9,1

9 Золы 0,13-0,19 0,9-9,2

ВВС перерабатывали в лабораторных условиях согласно разработанной методике, изложенной в диссертации. Рекомендуемая биотехнология включает в себя следующие основные технологические процессы: измельчение сырья, экстрагирование измельченного сырья во взвешенном состоянии частиц, разделе-

ние образующейся при экстрагировании суспензии на жидкую и твердую фракции, сбраживание суспензии клк экстракта 1КБ или ПД.

Разработка технологических режимов экстрагирования ВЕС.

Одним из основных факторов процесса экстрагирования растительного сырья является его степень измельчения. Путей измельчения было подготовлено пять партий прота с различным гранулометрическим составом, которые экстрагировали в следующих условиях: гидромодуль (массовое соотношение растворитель: экстрагируемый материал) 1:6-1:10, температура процесса 50-55, 60-65 и 90-95°С, продолжительность - 30 мин. В качестве растворителя применяли 0,2 % раствор УаОН. Эффективность протекания процесса оценивали по степени перевода сухих веществ в экстракт в % от массы абсолютно сухого вещества прота. Установлено возрастание эффектов экстрагирования по мере повышения степени измельчения экстрагируемого материала. Увеличение гидромодуля и температуры способствовало большему переводу сухих веществ в экстракт. Оптимальная степень измель чения шрота составляет не менее 50 % прохода через сито с диаметром отверстий 2 мм, гидромодуль 1:8 и температура 90-95°С. Проведение экстракционного процесса при температуре 90-95°С, не характерной для извлечения белков из растительной ткани, имеет существенное значение для осуществления биоконверсии ВЕС, особенно для хлопкового сирота. Высокотемпературное воздействие приводит к интенсивному развариванию структуры шрота. Это сопровождается высвобождением белков из комплексов с другими соединениями, например, липицами, углеводами и нуклеиновыми кислотами. В результате разрушения этих комплексов соединения, образующие их, переходят в состояние, наиболее благоприятное для осуществления биоконверсии образующегося субстрата (для ферментативной атаки).

В условиях высокотемпературного экстрагирования, наряду с переводом большей части питательных компонентов арота в разваренное состояние, одновременно происходит стерилизация образуемой питательной среды от посторонней микрофлоры, что является важнейшим условием для осуществления целенаправленно; биотрансформации субстрата. При этом не исключается еозмо*-

ность частичного гидролиза биополимеров - белков и полисахаридов, а также перевод некоторого количества фосфолипидов из связанного в менее связанное я свободное состояние, что благоприятствует эффективности микробиологической переработки получаемого субстрата. Следовательно, осу^ествлетю целенаправленной жизнедеятельности УКВ и ПД связано с приготовлением из ВВС сбалансированной по компонентам питательной среды, подобной "бульону". В этом состоит принципиальное отличие выявленного нами научного направления по биотехнологической переработке ВБС, что доказано . результатами экспериментального исследования хлопковых к рисовых суспензий и экстрактов. В качестве посевного материала использованы закваски, состоящие из стерильно отобранных культур !ШБ: Séz-tp fccoccc/^ ■¿fieггпoptuSuS, dlace¿(¿clcl'S ¿<l

/. adoê>CU.~te-T('«m acJc^opO/âu/r? в соотношении 2:2:1 и ПД. Закваска включала в себя местные термофильные атачшы молочнокислых бактерий, наиболее приспособленных и жизнеспособных в данных эколого-географических условиях.

На рис. Г показано влияние рН питательной среды на длительность сбраживания субстратов !ЖВ я ПД.

Суспензии и экстракты с рН=6-10 приготавливали на основе экстрагирования и разваривания прота слабощелочными растворами концентрацией 0-0,3 %. Еысокая скорость сбраживания субстратов наблюдается при рН = 6-8. Последующее повышение рН от 8 до 10 угнетает жизнедеятельность как MKS, так и ПД. продолжительность биопроцесса увеличивается. На всем интервале изменения рН нами выявлена лучшая сбраживаемость суспензий по сравнению с экстрактами. При рН 7-8, который имеют субстраты при экстрагировании зрота 0,2 Î раствором КаОН, длительность сбраживания суспензий составила 6-6,5 час., а экстрактов - 8-9 час. Это объясняется тем, что суспензия представляет из себя более богатую питательную среду, чем экстракт, так как наряду с белками и углеводами содержит колло-нднорастворенные и суспендированные углеводы, фосфолипиды, а также фитин (кальций-магниевую соль инозит-гексафосфорной кислоты) .

Влияние количества материнской закваски (Р3) на продол-

жительность сбраживания субстратов показано на рис. 2. Закваска в количестве 2 % не всегда приводит к сбраживанию суспензий и экстрактов. Увеличение количества вносимой закваски от 2 до 4 1 приводит к сокращенно длительности биоконверсии. Увеличение закваски от 4 до б незначительно сокра^а ет время биоконверсин субстратов. При одинаковом количестве вносимой закваски суспензия сбраживается быстрее экстракта. Оптимальное значение Р_ составляет 4-5 %

Влияние рН субстрата Влияние количества

на продолжительность сква- вносимой закваски (Р^) на шивания ( V ) хлопкового продолжительность сквыли-экстракта (I) и суспензии (2). вакик ( ск) экстракта

(I) и суспензии (2).

В результате исследований выявлены оптимальные значения основных параметров технологических процессов:

- акстрагирования хлопкового шрота: степень измельчения материала не менее 50 % прохода через '.сито ^ 2мм , гидромодуль 1:8, температура 90-95°С, продолжительность экстракцнон-

ной обработки 30 мин.',

- центрифугирования суспензия: скорость оборотов ротора не менее 1500 об/мин (соответствует фактору разделения

V 500), продолжительность разделения - 10-15 мин.;

- сбраживания субстратов МКБ и ГЩ: рН = 7-8, темпера-тура-35-40°С,количество вносимой закваски 4-5 продолжительность биоконверсии суспензии - 6,0-6,5 и экстракта - 0,0 -9,0 час.

Рисовую мучку перед подачей на экстрагирование не измельчали, так как это сырье нмеет тонкодисперснуп структуру и содержит 50-70 л прохода через 2 им сито. В целом технологические и биотехнологические режимы переработки рисовой мучки подобны разработанным для хлопкового прота. Отличается только технологический режим экстрагирования мучки, при котором ее обрабатывают 0,2 % раствором ЯвОН при температуре 60-65°С, гидромодуле 1:5-1:7 к продолжительности процесса 20-30 мин.

Жизнедеятельность МКБ на субстратах связана с протеканием молочнокислого брожения, протеолизом я другими микробиологическими и биохимическими процессами. Образование молочной кислоты играет существенную роль в формировании белкового сгустка и улучшении усваивае.чости пищевых и кормовых продуктов. При сбраживания хлопковых субстратов МКБ установлено продуцирование молочной кислоты в количестве до 0,8 1 Этанол, как и молочная кислота, улучзает усваиваемость целевого продукта. Под воздействием протеолитических ферментов происходит расцепление белков с образованием легкоусваиваемых низкомо-лехулярнкх белков, а также азотисткх и безазотистых соединений .

Интегральной характеристикой протекания ферментативных процессов является изменение рН субстратов (рис. 3).

Выявлено интенсивное снижение рН в интервале времени 2-6 час. (экстракт) и 2-5 час. (суспензия). Последующее увеличение продолжительности биопроцесса незначительно влияло на снижение рН. Установлено, что изменение рН при дрожжевой обработке субстратов протекает интенсивнее, чем при использовании ШБ. Независимо от вида применяемых микроорганизмов у целевых продуктов рН состаачяет 5-6.

в) б)

Рис. 3.

Изменение рН хлопковых экстрактов (кривые I и 2) и суспензий (кривые 3 и 4) в зависимости от продолжительности сбраживания ( Тск) ЫКБ (а) и ОД (б).

В процессе биоконверсии хлопковых субстратов происходит количественное изменение белков (табл. 2).

Таблица 2

Количественное изменение сырого протеина и растворимых фракций белков в результате биотехнологической переработки хлопкового шрота с использованием НКБ.

I № | пп ! I I ; Продукты переработки

Показатели I ( шрот | экстракт | ОШ из 1из врота ¡экстракта

I 1 2 1 3 • 4 '• 5

13 Продолжение табл. 2.

I I 2 ! з ! 4 ! 5

I Сырой протеин, % на сухое вещество 48,9 65,0 60,9

2 Растворимые фракции белка, % к сырому протеину:

водорастворимые 11,9 :э,о 25,5

солерастворнмые 24,1 26,3 32,6

щелочерастворимые 18,8 3-3,7 26,8

3 Сумма раствор;гмых, % Оч i о 72,6 54,9

4 Нерастворимые, % 45,2 27,4 15,1

В результате экстрагирования больная часть белков прота переходит в экстракт. Содержание сырого протеина до биотехнологической переработки составляло 66 %. дизнедеятельность МКБ и ПД на хлопковых и рисовых субстратах приводит к их интенсивному развитии и размножению. Происходит наращивание биомассы. В результате биоконверсии экстракта содержание сырого протеина повыиается до 63,9 %. Увеличение белков в субстратах сопровождается изменением их аминокислотного состава (табл. 3).

Установлено увеличение количества аминокислот, в том числе незаменимых. Особенно это относится к применению ПД, которые приводят к значительным количественным и качественным изменениям в белковом составе субстратов. Эффективные результаты получены при биотехнологической переработке рисовой мучки (табл. 3). До сбраживания в рисовом субстрате содержание аминокислот составляло 148,0 г/кг. Под воздействием ЫКБ этот показатель возрос до 252,1 г/кг. Значительное увеличение содержания аминокислот до 656,9 г/кг зыявлено в случае дрожжевой обработки. При сбраживании !íK5 и ПД o6qee количество аминокислот в рисовом субстрате по сравнении с исходным их содержанием возросло соответственно более чем в 1,5 и 4 раза. Этот результат является важным фактором улучшения кормовой баз» животноводства.

Аминокислотный состав белков хлопкового шрота и рисовой мучки (1,4), а также экстрактов после их сбраживания МКБ (2,5) и ПД (3,6) (г на 1000 г вещества)

Биотехнологическая переработка

Аминокислоты

хлопкового шрота

4-

рисовой мучки

гш 1 i 1 » 1 ' 1 3 1 « 1 5 1 6

I Аспаршрииоппя кислота 93,8 92,7 98,8 16,5 27,7 01,5

2 Треонин 40,5 45,52 45,88 5,2 0,9 27,4

3 Сорин 48,53 47,2 52,0 5,4 9,15 25,0

4 Глютоминопал кислотн - - - 27,0 56,7 109,3

5 Глицин 43,63 39,9 44,65 0,9 13,33 34,0

6 Аланин 47,2 48,8 55,7 12,3 19,4 52,7

7 Валин 45,3 44,12 52,3 8,4 15,2 43,0

8 Метионин 15,8 18,72 18,5 3,4 5,2 13,3

9 Изолейцин 17,8 18,4 21,05 7,2 6,8 19

10 Лейцин 40,2 40,9 48 II 14,7 41,5

II Тирозин 15,9 12,2 19,5 7,0 6,0 17,0

12 Фенилаланин 35,6 36,4 39,35 7,8 6,4 22,9

13 Гистидин 7,4 8,0 9,0 5,7 3,9 9,0

14 Лизин 15,2 18,8 19,6 6,8 7,7 9,0

15 Аргинин 195 209,8 255,9 15,5 49,0 90,74

СУММА:

658,86 681,28 781,03 148,1 252,08 656,94

Другие показатели хлопкового субстрата, скваленного ННБ, представлены в табл. 4.

Таблица 4

Показатели кисломолочных ОЕЛ, полученных из экстракта и суспензии прота

№ пп Показа- -ели | скгазенкуй 1 ' экстракт-'; произ: 1 ' суспензии 1

I 2 ! 3 ! 4

1 Скорость созревания продукта,

час. 6,5-10 6,5-7,0

2 Общая кислотность, °Т 95-100 • ЭЭ-100

3 Содержание свободного госснпола,

% не более

4 Содержание связанного госсипола, % не более

5 Количество МКБ в I мг продукта

6 Органолептические свойства

7 Содержание ди ацетил а, мгД

8 Антибиотическая активность (ширина зоны угнетения, им)

0,006 и.шь

О,ОБ 0,13

9,3' Ю7 5,6-10°

с в о Я. с т ве ккь* е молочнокислым продуктам

0,39 0,41

6,2 6,7

Получаются глубоко обезвреженные от госсипола сквалеиные продукты с общей кислотностью до 100°Т. Образуется аромато-образующее вещество диацетил. Следовательно, получается обез-госсиполенный белковый, легкоусваинаемый л витаминизированный продукт с высоким кормовым качеством, который обладает антибиотической активностью.

Белки хлопкового зрот^ л р.«.со?ой мучки •.<>.■ с-ггг высокою молекулярную массу и является трудноусваиваечъмн для микроорганизмов. Кроме того, часть белкоз находится в сзязанном с другими компонентами клетки состоянии, например, с нуклеиновыми кислотами (нуклеопротеиды) и фосфолипидзмн (фосфопротеиды)

На стации экстрагирования, например, шрота 0,2 % раствором УаОН происходи? разваривание белкового и других комплексов. 3 итоге, получается многокомпонентная питательная среда, которая поддается эффективной биотрансфорыации.

Лучшей приспособляемости и интенсивному размножение микроорганизмов способствуют фосфатиды и образующееся мило, которые приводят питательную среду в состояние эмульсин. Роль мыла в образовании эмульгированные питательных сред из ВВС описывается зпервые. Питательные среды, однородность которых обеспечивается проявлением поверхностно-активных свойств мыла, нами представляются как приближенные к идеальному состоянию биосистему .для осуществления ферментативных процессов. Интересным научным результатом яатяется полученная путем биоконверсии ВЕС гелеобразная структура ОЕП. Образование геля свидетельствует и подтверждает протекание молочнокислого или дрожжевого брожения и влияние фитина на интенсификацию этих процессов. Фитин, по-видимому, играет важную роль в интенсификации ферментативных процессов, являясь поставщиком фосфора, а также ионов Са^4" и Ыд, которые участвуют в образовании гель-структуры.

Научным результатом, имеющим высокую практическую значимость, является выявленное нами свойство МКБ н ПД снижать содержание свободного госсипола в сбраживаемых хлопковых субстратах. В целевых продуктах достигается глубокий уровень обезвреживания токсинов: содержание свободного госсипола снижается до 0,005 %, а связанного - до 0,1 Динамика изменения госсипола з ходе биотехнологической переработки шрота показана в табл. о.

Таблица 5

Изменение содержа-:.!?, госсипола в ходе биотехнологической переработки шрота

3 •УМ 1 пп\ Продукты переработки ¡Содержание госсипола а л к массе ! абсолютно сухого вещества

1 ' 1 | свободного | связанного

1 ! 2 ! 3 ! 4

1 Хлопковый =рот 0,0172-0,0188 0,387-0,401

Продолжение табл. 5

I ! 2 ! 3 ! 4

2 Суспензия до сбраживания 0,0135-0,0145 0,162-0,182

3 Суспензия, сброженная:

ИКБ 0,005-0,005 0,079-0,127

ПД 0,004-0,005 0,063-0,095

4 Экстракт до сбраживания 0,010-0,012 0,023-0,066

5 Экстракт, оброненный:

МКБ 0,003-0,007 0,015-0,049

ПД 0,004-0,005 0,017-0,047

При высокотемпературном экстрагировании содержание свободного госсшола снижается вследствие его взаимодействия с веществами гелевой части шрота. В результате молочнокислого или дрожжевого сбраживания суспензий и экстрактов происходит значительное снижение содержания свободного и связанного гос-сипола в них. Можно предположить об обезвреживании госсипола под воздействием Са^+ и поставляемых фитином, приводя-

щих к образовании гель-структуры, обволакивающей токсин, либо о возможности образования госсипол-кальций-магниевых комплекг сов, приводящих госсипол в химически неактивное состояние.

При молочнокислом сбраживании, например суспензии, выявлено незначительное повышение кислотного числа сырого масла от 3,08 до 3,35 мг КОН, а таете некоторое уменьшение йодного числа от 107 до 105 г JДругие показатели практически не изменяются.

Сложные физико-химические и биохимические процессы, протекающие при сбраживании хлопковых: субстратов, обосновывая? важность проведения отдельного исследования, что запланировано на перспективу.

Степень внедрения научных результатов и их экономическая эффективность.

ОБЛ, полученные из хлопхог-ого spo?»., неоднократно испы-

таны ( I9&3-I993 г.г.) з рационах кормов птиц-бройлеров в условиях Янг/.сльской (50 гол.), КарасуЯскоЯ ( 1000 гол.) и Чимионской (19 2СО гол.) птицефабрик. 10-20 добавка 031 обеспечила значительный дополнительный привес 260-400 г/гол и повышение стеле:-;;', сохранности (снижение уровня выбраковки) бройлеров на 2С-33 Фактический экономический эффект от использования. ОЕП s условия:*: Чимионской птицефабрики составил 3-4,-5 тыс.руб. !з ценах 19ЭЗ г.). Fia Карасуйской птицефабрике создан цех по получению ОЕП из хлопкового шрота, освоение которого намечено s 1997-1998 г.г.

В 1994-1995 г.г. ОЕП, полученные из хлопкового шрота, испытаны на Сесгелнйскоы животноводческом комплексе в комбикормах для esиней (214 гол.). Введение в кормовой рацион 1020 % 031 при&ела к следус'д.см значительным результатам: дополнительный правее составил 9,2 кг/гол. (всего 3,9 т), степень выбраковки животных сократилась на 30 %. Фактический экономический эффект, полученный от частичного использования научной разработки, состав;« Î,2 млн.руб. (в ценах 1994 г.). На указанном предприятии создан цех по производству ОЕП. Освоение новой технологии запланировано на 1997-1998 г.г.

Результаты испытаний и частичного использования ОЕП приводят к выводу о том, что достижение существенных привесов у вскармливаемых животных я снижение уровня их выбраковки связаны как с высокими питательными свойствами собственно ОЕП, так я с повышением степени усзаиваемостн исходных комбикормов, в состав которые вводятся жизнеспособные ЫКБ.

Разработанная биотехнология получения ОЕП из хлопкового шрота рекомендуется для широкого внедрения в птицеводческих и животноводческ.к хозкйст вах.

5 и. з о д а

1. Исследована биотехнология переработки вторичного белоксодержап;его сырья - хлопкового прота и рисовой мучки, которая приводит к получении облагороженных белоксодержащих продуктов, пригодных для g v. со кого использования в рационе кормов птиц и других животных.

2. Разработаны оптимальные условия процессов: измель-

чения сырья (хлопковый шрот) - содержание прохода через 2 мм сито не менее 50 %, экстрагирования измельченного шрота к рисовой мучки 0,2 % раствором едкого натра - температура 90-95°С (хлопковый шрот) и 60-с5°С (рисовая мучка), гидромодуль 1:6-1:8, длительность процесса 20-ЗЭ мин., разделения получаемой суспензии на жидкую и твердую фракции - число оборотов ротора центрифуги не менее I5D0 об/мин., длительность процесса 10-15 мин., сбражнзаиие суспензий и экстрактов отобранными штаммами молочнокислых бактерий Si~с>-¿olссеu-i ifiA-omopPv Cid Six:, cbaceifcui.s \< Lact* или пекарскими дрожжами - температура 35-40°С, продолжительность биоконверсии 6,0-6,5 час. [суспензия) и 8,0-3,0 час. (экстракт).

3. Основными факторами, обеспечивающими эффективное протекание биоконверсии субстратов, являются: осуществление разваривания растительной ткани, стерилизация питательной среды, содержание в суспензиях и экстрактах наряду с белковыми веществами других компонентов, играющих важную роль в обеспечении развития микроорганизмов и образовании гель-структуры - фосфатидов, углеводов, фитина и пр.

4. Установлено, что биоконверсия субстратов приводит к: глубокому обезвреживанию госсилола (хлопковый срот) -содержание свободного госсипола менее 0,01 t, а связанного -не более 0,1 %] увеличению содержания сырого протеина, растворимых фракций белков и аминокислот, что з значительной степени выявлено при биотехнологической переработке рисовой мучки; обогащению целевых продуктов витаминами группы В и С,

а также соединениями, улучшениями обмен веществ в живом организме (диацетил, этиловый спирт, молочная кислота).

5. Высокие кормовые достоинства белоксодержащчх продуктов, полученных из суспензий и экстрактов хлопкового шрота, доказаны результатами неоднократных производственных испытаний, проведенных в птицеводческих и свиноводческих хозяйствах. Фактический экономический эф;е:-:т, полученный о? частичного использования облагороженных белковых добавок из хлопкового шрота составляет свызе 150 тыс.сум,

6. Разработаны принципиальная технологическая схема и разовый технологически/, регламент на процесс биотехнологн-ческой переработки хлопкового асота, которые рекомендуются для широкого внедрения в птицеводческих и животноводческих хозяйствах.

Основное содержание диссертации изложены в следующих

работах:

- статьи:

1. Алиева М.1'., Ятьясов А.Т., Пак В., Искандаров Т.Н., Захабова Д.З. Хлопковый шрот для бройлеров // Птицеводство -1990- № II- С. 14-16.

2. Ильясов А.Т., Алиева М.И., 'Лскандаров Т.Н., Вахабо-ва Д.З., Пак В. Улучшение качества хлопкового трота // Кормовые культуры - 1991- Sf I- С. 41-45.

3. Алиева М./!., Ятьясов А.Т., Вахабова Д.З., Хаджиев Д.Т., Николайчук С.Н. Национальные лепешки с белковой добавкой // Пищевая промкдленность-1992-Ф II- С. 17-18.

4. Ильясов А.Т., Алиева М.И., Вахабова Д.З., Шдашев X.D. Кормовой белок из хлопкового шрота // Достижения науки и техники АПК-1993-)« 3- С. 17-18.

- авторские свидетельства и патенты:

5. A.c. I5475G3. !£-ül CIIB 1/10. Способ получения протеинового концентрата из растительного сырья / Ильясов А.Т., Мирзакаримоз Р., А-Г/еза. Ч, Лскандаров Т.К., Хаджиев Д.Т.

ЕЛ.-1939.-.V 2.

6. A.c. 157¿552.СССР.ЯКИ CII3 I/10. Способ получения бс-лкового продукта из хлопкового шрота / !г!льясов А.Т., Мирза-каримоз Р., Алиева УЛ., Пах 5., Искандеров Т.И., Уланова Р.В. Si.-I990.-)p 25.

7. A.c. I565315. !Ш CIIB 1/10. Способ получения

кормовой добавки из хлопкового срота / Ильясов А.Т., Мирза-кариыов Р., Алиева W.U., Г!ак 3., Искандароз Т.И. BÍ.-I990.-

* 30.

8. Ильясов А.Т., Алиева 11.И., Захнбоза Д.З., Сарынсах-ходжаев А.Р., Искандарова Ш.Т. Способ получения белкового продукта из соевого шрота. MXJÍ CIIB I/IO. Положит, решение от 28.06.91 по заявке » 4375143/13(103639).

9 . Ильясов А.Т., Алиева М.И., Захабоза Д.З., Салихов Ш.И., Сайдахмедов У.А., Иадиметов D.C., Искандароз Т.И., Мавлани И.Э., Уланова Р.Б. Способ получения кисломолочных продуктов. Патент Узбекистана. Положит.pez;, по заязхе

* 1НДР 96005III от» 31.03.97. 1£КИ сА 23 9/13. Приоритет от 29.05.96.

- тезисы:

10. Вахабова Д.З., Алиева Ы.И. Получение нового белок-содержащего корна из рисовой мучки // Тез.докл.Респ.научн.-техн.конф.-Ташкент-1939-C. 73.

11. Алиева М.И., Ильясов А.Т., Вахабоза Д.З. Эффективная переработка хлопкового шрота с последующим использованием целевого продукта в птицеводстве // Тез.докл.научн.-теорет. конф. ТатХТИ-Ташкент-1992-C. 73.

12. Алиева Ы.И., Пулатова С.Р., Алиева Ы.Ы. Исследование влияния микробиологической переработки вторичного сырья на изменение аминокислотного состава получаемых белковых продуктов /I Тез.докл.научн.-теорет. и техн. конф. ТгоХТИ-Тазпсект-I993-C. 20.

13. Ильясов А.Т., Алиева Ы.И., Алиева М.Ы., Турсунов М. Биотехнологнческие способы получения из хлопкового орота кормовой добавки для птиц и свиней // Тез.докл.Ыегдун.симпоз. "Разработка, создание и эксплуатация сельскохозяйственных машин в условиях рыночной зкономик«"-Тазкент-1994-С. 47.

14. Алиева Ы.И., Ильясов А.Т., /лиева U.U., Ем И.А. Совершенствование биотехнологии переработки хлопкового шрота // Тез.докл.теорет. и научн.-техн.конф.Таш)ЛМ-7азкент-1995-С. 17.

15. Вахпбова Д.З., Алиева li.il., Ильясов А.Т. Усовершенствованный способ биотехнологической переработки хлопкового шрота и рисовой мучки // Тез.докл.науч.-теорет. и техн.кокф.

TntnCTVf_Tom„o,,~ тппс л

"Иккиламчи отсняли хсиашё сифатини яхшилаш биотехнолотняси"

Алиева М.И.

Мах;аллий иккиламчн о^снлли ва ёгли хомашё - пахта шро-ти ва гуруч уни (кнпи?и)нинг сифатини яхшилаш Яулида энергиями кач сарфлайдиган, экологик хнх;атдан тоза биотехнология яратилди.

йшлаб чи^арилган технологияга биноан хомашё бир ва^тда 0,2 ^утэвчи иш:^ор таъсирида, 90-95°С шароитда (шрот) ва 60-б5°С (гуруч уни) 30 мин. ичида, х;ам уларни гидромодулларн - пахта оротигэритувчи 1:8 ва гуруч унигэритувчи - 1:6 нис-батга тент булган шароитда стерилизация ва экстракция к^ли-нади. Олинган суспензия ёкн суспензиядан ол'пнган экстракт 40-45°Сгача совугплади ва сут ачит^ич бак?ериялар (ёки хамир-туруа) билан 6-8 соат давомида ачитилади.Ачитш процесси мо-байнида пахта ароти таркибвдаги госсипол чукур зарарсизлан-тирилади, айни ва:-\тда аыинокислоталар, эриган фракциялар, В ва С группз витаминлари мик^ори сезиларли х;олда купаяди.

Пахта шротидан олинган о:-;сш!ли мах;сулот паррандачнлик фабрикаларнда ва Снррали чучк,ачилик комплекс« геплаб чик;ариш шароитларида саыарали синаб курнлди. "Узптйцепроы" царори билан бу ияу.ий '.с амалга опзярилиэ тавсия этидди. Ушбу усулни к,нсыан !^уллаз натихаснда 1996 яйл нархларя буйяча 150 минг суы и^тисоднй самара олицдн.

Сдано в набор 05.05.97 г. Подписано в пемать 08.05.97 г. Оормат 60x54 '/«. Объеи 1 усл. п. л. Тираж 100 экз.

Набрано и отпечатано в РИО и мн. лаб. УМЗиД

SUMMARY

for Dissertation paper on the subject of Biotechnology of concentration of the secondary

Disserattion is presented for approval in order to obtain the degree of candidate of tecnlcal science on speciality № 05.18 06.

It was developed low energy consuming ecologicly safe biotechnology of concentration of secondary raw material containing proteins such as cotton shrot and rice flour.

In accordance with developed technology raw material is simultaneously srerilised and extracted with 0.2% of caustic soda solution using the temperature of 90-95° (for shrot) and 60-65° (for rice flour) during 30 minutes with ratio of hydromodule 1 to 8 (for shrot) and 1 to 6 (for rice flour). Obtained suspension or extract is cooled down to + 40-45° and is fermented by lactic acid bacteriums or by baker's yeast during 6 and 8 hours accordingly. During the process of fermenting following things happen: deep neutralisation of gossipol; increase of aminoacid structure of proteins and increase of its soluble fractions; accumulating of B and C vitamines and other valuable components.

Results of study are accepted tor implementation by the decision of NTS "UzPtiseProm" Protein product, obtained from cotton shrot, was examinated in production in some poultry factories and Sergelinskiy pig farm. Additions of 10-20% into feeding rations gave result of additional weight during rear of poultry broylers - 0.3 and pigs 9.2 Kg/animal accordingly during the period of rear of 2 and 5 months. Actual economic effect from use of the results of study was more than 150.000 sums (in the prices of 1996).

On the subject of dissertation were published 15 science works, including 5 inventions.

Dissertations encludes 125 pages of typed text, it contains 19 tables and 9 pictures, the list of reference literature contains 190 names.

raw material containing proteins.

/