XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Белок является одним из важнейших компонентов кормов для сельскохозяйственных животных. Основная роль протеинов кормов – это обеспечение организма пластическим материалом – аминокислотами, которые затем должны использоваться на синтез белка в организме.

Из аминокислот формируются, прежде всего, структурные и защитные ткани: кожа, перо, кости, связки, органы и мышцы. Помимо этого, аминокислоты выполняют функции в обмене веществ и выступают в роли предшественников многих важных не протеиновых составляющих тела. Если аминокислот недостаточно, замедляется или прекращается рост, снижается продуктивность, происходит изъятие протеина из менее важных тканей тела для поддержания функций более важных тканей [1].

Кормовые дрожжи можно добавлять в рационы кормления сельскохозяйственных и других животных в качестве отдельного пищевого компонента. Белок дрожжей отличается высокой переваримостью и биологической ценностью, по этим показателям занимает промежуточное положение между растительными и животными белками.

В кормовых дрожжах содержатся витамины Д, К и Е, ферменты, гормоны, способствующие усвоению белков и углеводов животными. В кормлении животных дрожжи используют для восполнения недостатка аминокислот и витаминов и включают в рацион с концентрированными кормами или в составе комбикормов. В соответствии с требованиями ГОСТ 20083-74 при производстве кормовых дрожжей карбамид и другие небелковые азотистые вещества не применяются.

Ценность кормовых гидролизных дрожжей в том, что они содержат большое количество истинного белка, который практически полностью усваивается в организме животных. В отличие от белка растительных кормов, в которых отсутствуют такие аминокислоты, как лизин, метионин, триптофан и другие, микробиологический белок имеет весь комплекс жизненно важных аминокислот. В том числе 10 незаменимых аминокислот - тех, которые организм животных самостоятельно не синтезирует, но которые оказывают определяющее влияние на синтез белка [2].

По их содержанию, а также по содержанию витаминов, липидов (жиров) и других биологически активных веществ кормовые дрожжи близки к белкам животного происхождения. По содержанию обменной энергии дрожжи превосходят растительные корма. Установлено, что недостаток энергии является более частой причиной низкой продуктивности, чем дефицит других питательных веществ [4].

В связи с этим все больше возрастает роль микробиологической промышленности. Важной составляющей является питательная среда, которая должна содержать доступные для микроорганизмов микроэлементы, факторы роста и главное – источники углерода (для катаболизма и анаболизма дрожжей). В связи с этим микробиологическая промышленность ставит вопрос о получении больших количеств доступных и недорогостоящих источников углерода. Решением этого вопроса могут стать гидролизаты отходов мукомольного производства (отруби), которые не находят большого применения в пищевой промышленности, отходов деревообрабатывающей промышленности (древесные опилки) и т.д., которые обладают высоким содержанием редуцирующих веществ (РВ) и низкой себестоимостью, что удешевит продукцию микробиологических производств. Запасной полисахарид крахмал является основным углеводным компонентом зерносырья, он и продукты его гидролиза являются лучшими источниками углерода в процессах биоконверсии [5, с.31].

Целью настоящего исследования является изучение процесса гидролиза крахмала и отрубей в условиях конвекционного и микроволнового нагрева и определение условий, при которых будет наблюдаться наибольший выход редуцирующих веществ.

Гидролиз крахмала осуществляли раствором серной кислоты H₂SO₄ с массовой долей кислоты 1% в условиях конвекционного нагрева, микроволнового нагрева в открытой системе и микроволнового нагрева в закрытой системе под давлением. Гидролиз отрубей осуществляли раствором ортофосфорной кислоты H₃PO₄ с массовой долей 5% в условиях микроволнового нагрева в закрытой системе под давлением. Содержание редуцирующих веществ устанавливали при помощи титрометрического метода с использованием щелочного раствора гексацианоферрата(III) калия K₃[Fe(CN)₆] по ГОСТ 5903-89 [5]. Результаты опытов представлены в таблице 1.

Таблица 1 – Результаты опытов

Таким образом, в результате проведенных опытов было установлено, что при гидролизе крахмала 1% раствором серной кислоты (H₂SO₄) под избыточным давлением происходит сокращение продолжительности реакции и увеличение выхода РВ. Это объясняется тем, что при избыточном давлении в закрытом реакционном сосуде происходит увеличение температуры реакции.

Результаты опытов гидролиза отрубей 5% раствором фосфорной кислоты (H₃PO₄) показали, что наибольший выход РВ характерен для реакции, проходящей при больших значения давления (15 атм.) и температуры (200 ^оС). Столь большие значения давления и температуры реакции объясняются трудностью гидролиза целлюлозы – основного компонента отрубей. Меньшие значения давления и температуры проведения реакции гидролиза приводят к уменьшению выхода и увеличению продолжительности реакции.

Проведенные опыты показали, что отруби (отходы мукомольного производства) можно эффективно конвертировать методом кислотного гидролиза в питательные среды для получения кормовой биомассы дрожжей.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.Кормление сельскохозяйственных животных – Режим доступа: https://moodle.ggau.by/mod/page/view.php?id=376- 28.01.2019.

2.Кормовые дрожжи: безопасно, эффективно, выгодно – Режим доступа: https://www.newsler.ru/economics/2013/10/17/kormovyie-drozhzhi:-bezopasno-effektivno-vyigodno – 28.01.2019.

3. ГОСТ 5903-89 Изделия кондитерские. Методы определения сахара– Режим доступа: http://docs.cntd.ru/document/gost-5903-89.

4. Управление производством кормовых гидролизных дрожжей, как фактор устойчивого развития региона – Режим доступа: https://cyberleninka.ru/article/n/upravlenie-proizvodstvom-kormovyh-gidroliznyh-drozhzhey-kak-faktor-ustoychivogo-razvitiya-regiona.

5. В.И. Сушкова, Г.И. Воробьёва, Безотходная конверсия растительного сырья в биологически активные вещества. Дели принт, Москва, 2008, 216 с.