УДК 636.085.5

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ КОНСЕРВИРОВАННОГО КОРМА ИЗ БИОМАССЫ ЧЕРВЕЙ

Черняев Леонид Алексеевич1, Паталайнен Людмила Сергеевна2
1Петрозаводский государственный университет, кандидат технических наук, доцент
2Петрозаводский государственный университет, инженер

Аннотация
В статье описаны традиционные и альтернативные виды белковых добавок. Одной из наиболее перспективных альтернативных белковых добавок является консервированный корм из биомассы червей. Использование консервированного корма из биомассы червей позволяет решить проблемы дефицита белка в комбикормах. Предложена технология получения консервированного корма из биомассы червей.

Ключевые слова: белковые добавки, вакуумное упаковывание, дождевые черви, консервированный корм, кормление, СВЧ-излучение, сельскохозяйственные животные, технология


THE DEVELOPMENT OF TECHNOLOGY FOR CANNED FOOD FROM BIOMASS WORMS

Chernyaev Leonid Alekseevich1, Patalainen Ljudmila Sergeevna2
1Petrozavodsk State University, Candidate of Technical Sciences, associate professor
2Petrozavodsk State University, engineer

Abstract
Types of traditional and alternative protein supplements are described in the article. One of the most promising alternative protein supplements is canned food from biomass earthworms. The use of canned food from biomass earthworms allows to solve the problem of shortage of protein in complete feeds. Technology for producing canned food from biomass earthworms is proposed.

Keywords: canned food, earthworms, farm animals, feeding, microwave radiation, protein supplement, technology, vacuum packaging


Рубрика: 06.00.00 СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЕ НАУКИ

Библиографическая ссылка на статью:
Черняев Л.А., Паталайнен Л.С. Разработка технологии получения консервированного корма из биомассы червей // Современные научные исследования и инновации. 2014. № 10. Ч. 1 [Электронный ресурс]. URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/10/38793 (дата обращения: 03.06.2017).

Качество кормов, степень сбалансированности и рационы кормления оказывают значительное влияние на рост, развитие сельскохозяйственных животных, их воспроизводительные способности, качество получаемой продукции, и являются одними из решающих условий высокого качества и конкурентоспособности продукции животноводства и сельскохозяйственных предприятий. При этом также достигается и социально-экономический эффект [1].

Наиболее общими видами кормов для сельскохозяйственных животных являются комбикорма. К основным компонентам комбикормов можно отнести зерно злаков и продукты его переработки, которые богаты углеводами, но сравнительно бедны белком, вследствие чего не обеспечивают в полной мере потребности животных в ряде незаменимых аминокислот [2].

Анализ опыта отечественных и зарубежных сельскохозяйственных производителей [3] показывает, что в условиях рыночной экономики конкурентоспособность и рентабельность животноводства может быть достигнута за счёт использования в кормлении сельскохозяйственных животных дополнительных источников полноценного белка. В качестве которых могут служить различные белковые добавки, позволяющие повысить содержание белка в комбикормах.

В качестве белковых добавок традиционно применяются различные виды кормовой муки и консервированных кормов животного происхождения. В настоящее время одной из перспективных белковых добавок является консервированный корм из биомассы червей [4, 5]. По содержанию незаменимых аминокислот консервированный корм из биомассы дождевых червей не уступает традиционным разновидностям белковых добавок. Кроме того, он содержит длинноцепочечные жирные кислоты, минеральные вещества, ряд витаминов и богата никотиновой кислотой.

В настоящее время существуют различные технологии получения консервированного корма из биомассы червей, основными технологическими операциями которых являются измельчение [6–8], смешивание, фасовка и стерилизация. Наиболее существенными недостатками этих технологий являются:

– значительное снижение качества получаемого консервированного корма в процессе хранения (вследствие отсутствия операции удаления из банок воздуха, что ведет к окислению жиров, денатурации протеинов, разрушению витаминов и активных веществ в получаемом консервированном продукте в процессе его хранения);

– потери питательной ценности получаемого консервированного корма в ходе его стерилизации (вследствие того, что стерилизация осуществляется методом поверхностного нагрева в автоклаве, а не объемного СВЧ-излучением, что ведет к увеличению длительности данной операции, которая в свою очередь и обуславливает величину потерь питательной ценности);

– низкое содержание минеральных веществ в получаемом консервированном корме (вследствие низкого содержания минеральных веществ в биомассе червей и отсутствие операции обогащения минеральными веществами получаемого консервированного корма).

На основе анализа недостатков существующих технологий получения консервированного корма из биомассы червей предлагается альтернативная технология, включающая дозирование и закладку биомассы червей в реторт-пакеты, дозирование и добавку в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, удаление из реторт-пакетов воздуха, термическое запечатывание реторт-пакетов и стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением. На предлагаемую технологию подана заявка на патент на изобретение № 2014114462 от 11.04.2014 авторы Т. А. Гаврилов, А. Р. Унжаков, Л. С. Паталайнен.

Предлагаемая технология получения консервированного корма из биомассы червей состоит из следующих операций. Биомассу червей дозируют и закладывают в реторт-пакеты. Далее в заполненные биомассой червей реторт-пакеты дозируют и добавляют водный раствор поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3 % поваренной соли и 4,7…4,8 % воды от массы червей. Потом из заполненных реторт-пакетов удаляют воздух. Затем осуществляют термическое запечатывание реторт-пакетов и последующую стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением при температуре 100…120 °С в течение 8…16 минут.

Достигаемый предлагаемой технологией результат состоит в снижении потерь питательной ценности и повышении содержания минеральных веществ получаемого консервированного корма из биомассы червей, в полном отсутствии патогенных микроорганизмов, увеличении длительности хранения получаемого консервированного корма из биомассы червей.

Указанный результат достигается тем, что сразу после дозирования и закладки биомассы червей в реторт-пакеты и перед удалением из реторт-пакетов воздуха, осуществляется дозирование в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3 % поваренной соли и 4,7…4,8 % воды от массы червей, причем стерилизацию биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением, осуществляют при температуре 100…120 °С в течение 8…16 минут.

Операция дозирования в заполненные биомассой червей реторт-пакеты водного раствора поваренной соли, ингредиенты которого выбраны в количестве 0,2…0,3 % поваренной соли и 4,7…4,8 % воды от массы червей позволяет увеличить длительности хранения консервированного корма из биомассы червей, а также повысить в нем содержание минеральных веществ. Увеличение длительности хранения консервированного корма из биомассы червей осуществляется вследствие того, что, во-первых, добавление в биомассу червей водного раствора поваренной соли запускает процесс химического консервирования биомассы червей. Консервирующее действие водного раствора поваренной соли основано на том, что поваренная соль создает осмотическое давление, которое воздействует на микробные клетки, уничтожая их. Во-вторых, водный раствор поваренной соли дозируется сверху в вертикально расположенные реторт-пакеты, уже заполненные биомассой червей, и стекает к днищу реторт-пакета, тем самым водный раствор поваренной соли равномерно покрывает биомассу червей по всему объему реторт-пакета. Повышение содержания минеральных веществ в консервированном корме из биомассы червей происходит вследствие того, что водный раствор поваренной соли состоит из поваренной соли и воды. Поваренная соль содержит натрий и хлор, который необходим сельскохозяйственным животным для регулирования осмотического давления, кислотно-щелочного равновесия, водного обмена. В среднем потребность сельскохозяйственных животных в поваренной соли равняется 0,2…0,3 % от массы сырого корма. Более высокое или низкое потребление поваренной соли может приводить к дисбалансу в организме животных. Для разведения данного количества поваренной соли достаточно 4,7…4,8 % воды от массы червей, большое количество приведет к переувлажнению консервированного корма из биомассы червей, а меньшее к неравномерности обработки биомассы червей по всему объему реторт-пакета. Все выше сказанное подтверждает положительный эффект дозирования водного раствора поваренной соли в заполненные биомассой червей реторт-пакеты на увеличение длительности хранения консервированного корма из биомассы червей, а также повышение в нем содержания минеральных веществ.

Операция стерилизации биомассы червей, упакованных в реторт-пакеты, СВЧ-излучением при температуре 100…120 °С в течение 8…16 минут позволяет полностью уничтожить патогенные микроорганизмы в получаемом консервированном корме из биомассы червей.

Длительность процесса стерилизации СВЧ-излучением зависит от количества воды в перерабатываемом корме. Чем больше содержится воды, тем быстрее и интенсивнее происходит процесс нагрева СВЧ-излучением. Объясняется это тем, что молекулы воды являются дипольными, а принцип нагрева СВЧ-излучением заключается в воздействие электромагнитных СВЧ-волн на дипольные молекулы обрабатываемого корма, заставляя их попеременно упорядоченно выстраиваться, то в одном направлении, то в другом. Это приводит к возникновению трения между дипольными молекулами и как результат к нагреву.

Особенностью получаемого консервированного корма из биомассы червей является то, что данный он содержит большое количество воды (вода в сыром веществе биомассы червей + водный растворе поваренной соли). В связи с этим, длительность процесса стерилизации СВЧ-излучением консервированного корма из биомассы червей, меньше чем у аналогов.

При температуре 100…120 °С и выше в течение 8…16 минут происходит полное уничтожение патогенных микроорганизмов, при этом, если температура стерилизации превышает 120 °С, происходит глубокая деструкция белков кормовой муки [9, 10], приводящая к снижению ее питательной ценности, что неприемлемо при производстве консервированного корма из биомассы червей, поэтому предлагаемые параметры стерилизации – температура 100…120 °С и длительность 8…16 минут являются наиболее оптимальными.

Отсутствие патогенных микроорганизмов является обязательным условием для кормов животного происхождения, к которым можно отнести и консервированный корм из биомассы червей.

Для подтверждения достигаемого результата был проведен ряд экспериментов по получению консервированного корма из биомассы червей.

Биомассу дождевых червей в количестве 95 г поместили в реторт-пакет. Затем, разбрызгивая, в него добавили 5 г солевого раствора (состав раствора в % от массы червей: 0,3 поваренной соли и 4,7 воды) и удалили из реторт-пакета воздух. И сразу запайщиком пакетов сварили верхний шов реторт-пакета. После чего биомассу червей, упакованную в реторт-пакет поместили в герметичную камеру, в которой произвели стерилизацию СВЧ-генератором при температуре 120 °С в течение 6, 7, 8, 9 и 10 минут. Повторность опытов 5-ти кратная. Для всех полученных образцов консервированного корма из биомассы червей определяли качественные показатели. Полученные результаты были обработаны общепринятыми методами математической статистики. Результаты представлены в табл.

Таблица – Качественные показатели консервированного корма из биомассы червей

№ п/п

Наименование показателя

Длительность СВЧ-стерилизации, мин

6

7

8

9

10

1

Массовая доля белка, %

11,4

11,3

11,1

10,2

9,5

2

Массовая доля жира, %

1,8

1,9

1,8

1,8

1,7

3

Массовая доля поваренной соли, %

0,3

4

Массовая доля влаги, %

81,1

81,3

81,3

81,2

81,3

5

Наличие патогенных микроорганизмов

Выявлено

Не выявлено

По данным, представленным в табл. видно, что полученный консервированный корм из биомассы червей стерилизованный при температуре 120 °С менее 8 минут является некачественным, вследствие наличия в нем патогенных микроорганизмов. Консервированные корма из биомассы червей стерилизованные при температуре 120 °С в течение 8 минут и более не содержат патогенных микроорганизмов, но при этом консервированный корм из биомассы червей стерилизованный 9 и 10 минут содержит меньшее количество белков, вследствие процессов денатурации. Поэтому оптимальное время стерилизации СВЧ-излучением, при температуре 120 °С, консервированного корма из биомассы червей, удовлетворяющее условиям наступления стерилизующего эффекта и наименьших потерь питательной ценности (белка) составляет 8 минут. При температуре 100 °С оптимальное время стерилизации СВЧ-излучением увеличивается до 16 минут.

Данные табл. подтверждают заявленный результат: в консервированном корме из биомассы червей не выявлено наличия патогенных микроорганизмов, потери питательной ценности минимальные, содержание белков и жиров в процессе хранения значительно не изменилось, присутствуют минеральные вещества, в достаточном количестве для нормальной жизнедеятельности сельскохозяйственных животных.

 


Библиографический список
  1. Колесников Н. Г. Методика оценки социально-экономического эффекта от внедрения импортозамещающих технологий в регионе. – Математическое моделирование. – 2002. – Т. 14. – № 9. – С. 31.
  2. Гаврилов Т. А., Няникова А. В., Паталайнен Л. С., Широких А. К. Повышение эффективности звероводческого производства путем совершенствования методики составления рационов кормления. – Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2013. – № 91. – С. 1194–1203.
  3. Колесников Н. Г. Приграничность и периферийность как факторы экономического развития региона. – Север и рынок: формирование экономического порядка. – 2012. – Т. 3. –№ 31. – С. 117.
  4. Гаврилов Т. А. Информационные технологии в междисциплинарных исследованиях возможностей ресурсосбережения. – В сборнике: Информационная среда вуза XXI века. – Петрозаводск. – 2013. – С. 48–50.
  5. Базыкин В. И., Гаврилов Т. А., Паталайнен Л. С. Некоторые аспекты потерь сырого протеина говядины в процессе ее измельчения в звероводстве. – Известия Санкт-Петербургского государственного аграрного университета. – 2013. – № 31. – С. 232–236.
  6. Малинов Г. И., Кондрашов В. Ф., Гаврилов Т. А. Изучение влияния толщины упруговязкого материала на работу измельчения. – Аграрный вестник Урала. – 2013. – № 7 (113). – С. 30–32.
  7. Малинов Г. И., Гаврилов Т. А., Кондрашов В. Ф., Черняев Л. А., Паталайнен Л. С. Измельчение мясного сырья в звероводстве. – Петрозаводск: Изд-во ПетрГУ, 2013.
  8. Гаврилов Т. А. Исследование эффективности работы оборудования для тонкого измельчения мясо-рыбных кормов. – Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. – 2013. – № 87. – С. 112–122.
  9. Гаврилов Т. А., Малинов Г. И., Карпин В. Ю., Кондрашов В. Ф. Исследование температурного режима в режущем механизме измельчителей мясного корма. – Техника в сельском хозяйстве. – 2014. – №1. – С. 29–31.
  10. Гаврилов Т. А. Влияние температуры мягких субпродуктов на энергоемкость процесса их измельчения [Электронный ресурс]. – Современные научные исследования и инновации. – Июнь 2014. – № 6. – URL: http://web.snauka.ru/issues/2014/06/36301.


Все статьи автора «Гаврилов Тиммо Александрович»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: