RU1804481C - Способ получени композиции дл кормлени животных - Google Patents

Description

Полностью дегидрагированные сусла брожени  образуют пастообразные массы, липкие и очень гигроскопичные, работа с которыми в св зи с этими характеристиками затруднительна.

Было обнаружено, что из концентрированного сусла, приготовленного в результате выращивани  в определенных услови х микроорганизма,  вл ющегос  продуцентом лизина, возможно получение в произведет венных масштабах и воспроизводимым образом композиции, имеющей высокое содержание лизина и обладающей свойствами , необходимыми дл  использовани  в кормах животных.

Композици , соответствующа  насто щему изобретению, имеет следующие свойства: повышенное содержание лизина, которое в расчете на лизиновое основание обычно составл ет от 35 до 48 вес. %; стойкость к влажному воздуху даже при услови х более неблагопри тных, чем услови , обычно имеющие место при использовании композиции без значительного изменени  механических свойств, в частности, таких, как образование комков или агломератов или возникновение  влений склеивани . Так, например, при выдержке в течение 120 часов при температуре 25°С в атмосфере с Относительной влажностью 90% поглощение влаги данной композицией составл ет от 5 до 10% и эквивалентно поглощению влаги кристаллическим хлоргидратом лизина . В атмосфере с относительной влажностью 70% поглощение влаги обычно составл ет от 2 до 5%; стойкость при хранении продуктов. Уменьшение содержани  лизина не превышает 5% после хранени  в течение мес ца при температуре 40°С и  вл етс  нулевым после 6 мес хранени  при температуре 25°С.

Физические свойства, определ емые обычными методами, следующие: жидкоте- кучесть, определ ема  либо с помощью устройства типа песочных часов с калиброванными отверсти ми (врем  истечени  50 граммов продукта составл ет от 40 до 45 секунд в устройстве, имеющем отверстие диаметром 5 мм), либо в испытании с углом наклона, обычно составл ющим от 30 до 35°, либо в испытании с углом наклонной плоскости, который обычно составл ет от 28 до 30°; отсутствие тенденции к агломери- рованию, определ емое в испытании с образованием комков с использованием прибора дл  измерени  сжати : способность к примешиванию в готовых кормах и в предварительных смес х, приготовленных дл  кормлени  животных

-

Равномерность подачи композиции из мер етс  по распределению ее содержани  в кормах, которое обычно менее 5% независимо от дозы ввода лизина, содержание ко- 5 торого в расчете на лизиновое основание может измен тьс  от 0.05 до 20%

Стойкость в готовых кормах и/или в предварительных смес х после ввода данного продукта: после двух мес цев хране10

20

ни  при температурах, которые могут

достигать 50°С. уменьшение содержани  лизина обычно менее 10% и после шести мес цев хранени  при температуре 25°С никакого уменьшени  содержани  лизина 15 не происходит.

Обычно композици , соответствующа  насто щему изобретению, может быть определена следующим образом: тонкий порошок цветом от розовато-бежевого до

коричневого, кажуща с  плотность в пределах от 0.4 до 0.6.

Процентный состав:

Суха  масса95 98

Лизин (в форме осно25вани ) 35 48

Белки10-15 (1) Свободные аминокислоты иные, чем лизин 1 -3 (2) Молочна  кислота 0.5-3 (3)

30 Другие кислоты, в которых число атомов углерода составл ет менее 8 2 10 (3) Полисахариды, олиго- сахариды2-7 (4)

35Жиры, масла 1-б (5) Вода 0,5-3 Минеральные вещества 10-25

(1) Содержание белков определ етс ,

40 исход  из содержани  органического азота , который в свою очередь определ етс  классическими методами (общий азот минус неорганический азот). Определ етс  содержание азота, соответствующего лизину

45 и другим свободным аминокислотам, которые определены количественно с помощью хроматографии с использованием ионообменной смолы или с помощью колориметрии .

50 (2) Количественный анализ с помощью аппаратуры БИОТРОНИК.

(3) Количественный анализ посредством газовой хроматографии фазе после отделени .

55 (4) Количественный анализ восстанавливающих Сахаров после гидролиза.

(5) Количественный анализ золы содержащей серу. Источниками минеральных наполнителей  вл ютс  компоненты среды брожени  и компоненты, участвующие в

получении соли лизина по мере его образовани .

В св зи с различием состава углеродсо- держащих субстратов, используемых в среде брожени , и изменений, происход щих в ходе всего процесса брожени , свойства композиции , соответствующей насто щему изобретению, могут отличатьс  от указанных выше свойств, но так, что они не выход т за пределы объема данного изобретени .

Композици , отвечающа  данному изобретению , может быть получена из сусла брожени ,  вл ющегос  источником лизина .

Лизин получаетс  путем выращивани  микроорганизма, дающего большой выход лизина, принадлежащего к разновидности микроорганизмов Brevibactiriurn или Corynebactirium в среде, содержащей по меньшей мере один источник ассимилируемого углерода и один источник ассимилируемого азота и минеральные соли, при температуре в пределах от 25°С до 40°С при величине рН от 5 до 8. Обычно источниками углерода и азота  вл ютс  составные смеси, такие как мелассы свеклы или сахарного тростника, кукурузные экстракты или продукты гидролиза соевой муки. Однако при использовании таких смесей концентрированные сусла после их конечной дегидратации образуют продукты, не обладающие требуемыми характеристиками.

Было установлено, что дл  получени  желаемого результата необходимо, чтобы среда культивировани , среда инокул ции и продукционна  среда включали менее сложные компоненты, содержание и свойства которых могут легко регулироватьс . Особенно важно использовать такой источник углерода, который обеспечивает весовое отношение способного к брожению вещества к полностью высушенному материалу более 80, принима  во внимание, что способные к брожению вещества представл ют собой материалы, которые эффективно метаболизируют в ходе брожени , если даже они не ассимилируют непосредственно источник углерода. В качестве источников углерода можно назвать глюкозу,, сахарозу, продукты гидролиза крахмала и другие смеси, которые ввод т насыщенное ассимилируемым углеродом вещество достаточно высокой степени чистоты. Другие компоненты, необходимые дл  роста микроорганизма и продуцировани  лизина, ввод тс  предпочтительно в форме практически чистых или менее концентрированных веществ.

Операци  брожени  должна осуществл тьс  таким образом, чтобы концентраци 

основных реагентов в среде поддерживалась посто нной. Таким образом, можно регулировать не только образование лизина, но и образование побочных продуктов,  в- л ющихс  результатом метаболизма штамма-продуцента , и даже их возможные изменени , которые играют важную роль дл  свойств конечной композиции.

Кроме того, дл  образовани  соли лизи0 на по мере того, как происходит образование самого лизина, особенно желательно вводить в ходе брожени  неорганическую кислоту, такую как серна  кислота или фосфорна  кислота, либо непрерывно, либо по5 следовательными дозами. Дл  удобства получени  может осуществл тьс  при вводе в среду брожени  соли аммони , такой как сульфат аммони  в присутствии аммиака или аммиака в присутствии кислоты, такой

0 как серна  кислота, таким образом, чтобы поддерживалось посто нное содержание ионов аммони  и регулировалась величина рН.

Продолжительность процесса броже5 ни  обычно составл ет от 30 до 100 ч, причем брожение прекращаетс , когда концентраци  ассимилируемых углеродистого субстрата и азотистого субстрата становитс  довольно низкой, например, когда

0 концентраци  остаточного сахара становитс  менее 2 г/л. При осуществлении процесса таким образом концентраци  сусла может поддерживатьс  без какого-либо предварительного разделени ..

5 Содержание сухого экстракта в сусле брожени  до его концентрировани  обычно составл ет от 10 до 20 мае. %.

Сусло брожени , содержащее от 10 до 20 мае. % сухого экстракта, подвергаетс 

0 концентрированию согласно общеприн тым способам в таких услови х температуры , давлени  и продолжительности процесса, которые вызывают разложение живых микроорганизмов без разложени 

5 лизина. Так, например, концентрирование может осуществл тьс  в выпарном аппарате с тонким слоем, нагреваемым паром с температурой 130°С, при этом температура концентрированного сусла может достигать

0 значени  110-120°С.

Обычно концентрирование осуществл етс  до тех пор, пока содержание сухого экстракта в сусле не будет составл ть от 50 до 70 мае. %.

5 Полученный таким путем концентрат затем дегидратируетс  обычными способами, используемыми дл  операции данного типа, при желании после ввода присадок дл  облегчени  превращени  продукта в его конечную форму при таких услови х, чтобы не

происходило значительного изменени  хат рактеристик и состава продукта. Так, например , дегидратаци  может осуществл тьс  путем распылени , перемешивани -гранулировани , сушки-выкрашивани , азеот- ропной дегидратации в присутствии подход щего растворител .

Обычно дегидратаци  осуществл етс  при таких услови х, что конечный продукт не разлагаетс . Так, например, при осуществлении азеотропной перегонки концентрированное сусло смешивают с химически совместным и пригодным дл  кормов растворителем , после чего происходит перегонка предпочтительно под вакуумом. Дл  этого особен,:с желательно использовать в качестве растворител  парафиновое масло, обладающее характеристиками пищевого продукта. После того, как завершаетс  азе- отропна  перегонка, дегидратированна  композици , соответствующа  насто щему изобретению, имеет форму суспензии в растворителе , от которого она отдел етс  путем фильтрации и затем высушиваетс .

Характеристики композиции, соответствующей насто щему изобретению, определ ютс  в значительной мере химическим составом получаемого продукта. Эти характеристики завис т также от структуры твердого вещества, получаемого в конце процесса дегидратации.

Особенно желательно осуществл ть процесс таким образом, чтобы получаемый продукт имел степень кристалличности, близкую к 50% (измеренную методом дифракции рентгеновских лучей), микропористость, близкую 0,3 см3/г, и удельную поверхность, близкую 0,5 м2/г.

При используемой среде брожени  и кислоте, вводимой в ходе брожени , лизин в конечном продукте имеет форму соли, например , форму сульфата,,

Независимо от используемого способа дегидратации, получаемый продукт непосредственно используетс  дл  ввода в корм дл  животных.

Продукт, получаемый предлагаемым способом, отличаетс  чрезвычайно высокой стойкостью. После шести мес цев хранени  при температуре, близкой к 25°С, содержание лизина в конечном продукте не измен етс .

Продукт, соответствующий насто щему изобретению, особенно пригоден дл  использовани  в кормах животных. Это твердый продукт и он не превращаетс  в в зкую массу при воздействии влаги и в св зи с этим он прекрасно перемешиваетс  с кормовыми продуктами дл  животных. Ввиду стойкости получаемого продукта, кормовые

продукты могут быть приготовлены задолго до их использовани .

Кормовые композиции, содержащие продукт, отвечающий насто щему изобретению , используемые дл  кормлени  как цыпл т, так и порос т, имеют эффективность , равноценную эффективности очищенного хлоргидрата лизина.

П р и м е р. В бродильный чан емкостью

0 20 л, снабженный системой перемешивани  и аэрации, ввод т 3 л воды и 250 г экстракта кукурузы.

Смесь стерилизуют путем барботирова- ни  через нее пара с температурой 120°С в

5 течение 20 минут. После охлаждени  при 35°С объем содержимого бродильного чана .доводитс  до 5 литров путем добавлени  стерильной воды.

Приготавливают в форме стерильных

0 растворов:

8 л раствора глюкозы концентрацией 650 г/л,

1л раствора сульфата аммони  концентрацией 500 г/л,

5 2 л аммиачного раствора концентрацией 15% (вес/об),

0,15 л раствора фосфата лейцина, содержащего 10 г лейцина, 0,1 л соевого масла.

0 Величину рН довод т до 7,30 за счет ввода стерильного аммиака. Бродильный чан засевают 500 см разведенного иноку- лума, полученного в двухлитровой колбе с использованием среды разведени , анало5 гичной описанной выше среде.

Перемешивание осуществл ют со скоростью 500 об/мин и аэрацию со скоростью 600 л/ч.

В среду брожени  ввод т раствор глю0 козы таким образом, чтобы содержание глюкозы в растворе составл ло от 5 до 15 г/л, аммиачный раствор дл  поддержани  величины рН, равной 7,30, и раствор сульфата аммони  так, чтобы концентраци  ионов ам5 мони  составл ла от 1 до 5 г/л.

Дл  контрол  пенообразовани  в среду брожени  ввод т раствор фосфата лейцина в количестве 3 см /ч в соевом масле, этот ввод осуществл етс  периодически.

0 После выдержки в течение 50 ч при температуре 35°С получают примерно 12 л среды , содержащей 70 г/л лизина в расчете на лизиновое основание и 15 мае. % сухого экстракта.

5 Сусло, содержащее 15% сухого экстракта , концентрируетс  в услови х вакуума в выпарном аппарате с тонким слоем, нагреваемом паром с температурой 130°С. Температура среды поддерживаемс  примерно 90°С. КонЦентрирование продолжаетс  до

получени  концентрата, содержащего 60 вес. % сухого экстракта

В колбе, снабженной мешалкой и содержащей 2 л парафинового масла, точка кипени  которого превышает 160°С, перемешивают концентрат, содержащий 60% сухого экстракта, и затем осуществл ют вакуумную перегонку (4-3.3 кПа). отдел   водный конденсат.

В конечном счете получают суспензию порошка в масле с температурой, близкой 100°С.

Этот порошок отдел ют путем фильтрации , затем высушивают в сушильной печи. Таким образом получаетс  245 г продукта, имеющего следующие характеристики;

Тонкий порошок цветом от розовато-бежевого до более темного коричневого

Кажуща с  плотность Содержание лизина (в форме основани ) Процентный состав Суха  масса Белки

Масло, жиры Минеральные вещест Общий фосфор Общие аминокислоты (кроме лизина)

Сульфатные ионы ( расчете на ) Вода

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ получени  композиции дл  кормлени  животных, включающий культивирование лизинпродуцирующих микро

   организмов в среде, содержащей источники углерода и азота, концентрирование, дегид рирование сусла и выделение концентрата лизина, отличающийс  тем, что, с целыоупрощени  способа и повышени  питательной ценности целевого продукта, в качестве источника углерода используют вещества, содержащие 80-100% сахарозы или глюкозы, в качестве источника азота - сульфаты аммони  и аммиак, причем при

   культивировании лизинпродуцирующих микроорганизмов поддерживают концентрацию источника углерода 5-15 г/л. концентрацию источника азота 1-5 г/л, значение рИ поддерживают 7,3 путем добавлени 

   серной кислоты, а культивирование прекращают при достижении концентрации Сахаров в сусле 2 г/л и содержани  сухих веществ 10-20% и концентрирование сусла ведут до 50-70% сухого вещества.