способ детоксикации зерна и зернопродуктов

Формула изобретения

Способ детоксикации зерна и зернопродуктов, пораженных микотоксинами, заключающийся в обработке их химическим реагентом, отличающийся тем, что в качестве химического реагента используют озоновоздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³, а обработку осуществляют путем продувки озоновоздушной смеси через зерно и зернопродукты в течение 10-60 мин со скоростью 0,02 м/с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к кормопроизводству, и может быть использовано для обеззараживания зерна и зернопродуктов, пораженных микотоксинами.

Известен способ обезвреживания зерна, зараженного преимущественно дезоксиниваленолом - токсином гриба Fusarium, путем обработки его солью пиросульфата натрия (см. патент РФ №2021735 по кл. МПК А23К 1/00, опуб. 30.10.94 г.), которую берут в количестве 1-2,5% от веса зерна и обработку ведут в течение 4-6 суток в зависимости от содержания токсина в зерне. В неизмельченное зерно добавляют порошок пиросульфата натрия в смесителе, серийно выпускаемом для комбикормовой промышленности. В зерне влажностью более 20% дезоксиниваленол обезвреживается на 90,0-94,5% через 4 суток.

Однако реализация данного способа требует значительных затрат из-за высокой стоимости реагента, длительного времени и большой трудоемкости обработки. Кроме того, обезвреженное таким методом зерно имеет ограничение по применению, поскольку его нельзя включать в рацион племенным, высокопродуктивным и беременным животным. Для остального откормочного поголовья такое зерно можно использовать лишь в количестве 30% к рациону в течение не более 20 дней. Кроме того, срок хранения обработанного зерна ограничен и составляет всего 30 дней.

Известен также способ обработки семян сельскохозяйственных культур озоновоздушной смесью (см. патент РФ №2248111 по кл. МПК А01C 1/00, опуб. 20.03.2005 г.), заключающийся в обработке семян в емкости, вращающейся со скоростью 120-150 об/мин, при этом подачу озоновоздушной смеси осуществляют с помощью нагнетающего устройства производительностью 30 м³/ч, при этом концентрация озона составляет 10-80 мг/м³. Способ позволяет повысить всхожесть семян по сравнению с контролем на 10-20%, при этом обработанные семена имеют более кучные всходы.

Однако способ предназначен для предпосевной обработки семян, а не для обеззараживания зерна и зернопродуктов от токсинов. В данном способе озон используется в качестве вещества, активизирующего зарезервированный белок в растениях и ускоряющего химические процессы внутри семени.

Наиболее близким к заявляемому является способ обеззараживания фуражного зерна, зараженного споровыми грибами и их токсинами (см. патент РФ №2164757 по кл. МПК А23К 1/00, опуб. 10.04.2001 г.), заключающийся в обработке дезинфицирующим веществом, в качестве которого используют анолитный электроактивированный раствор с рН 2-4, окислительно-восстановительным потенциалом +1000-+1100 мВ и содержанием активного хлора 0,04-0,06%, при экспозиции до 1 суток при расходе анолита 40-60 л на 1 т зерна. Токсичное зерно равномерно опрыскивают анолитным раствором, выработанным на элкектроактиваторе типа СТЭЛ и выдерживают в буртах, закрытых пленкой, до 24 часов. Способ позволяет проводить комплексное и полное обезвреживание фуражного зерна от токсинов и спор грибков при одновременном сокращении сроков обеззараживания.

Основным недостатком данного способа является низкая эффективность удаления токсинов - около 55%. Кроме этого, способ трудоемок, длителен, требует значительных финансовых затрат из-за большого расхода дезинфицирующего вещества, необходимости сушки зерна после обработки. При этом содержание хлора в дезинфицирующем веществе ухудшает качество готового продукта.

Изобретение направлено на решение задачи создания экономичного и эффективного способа детоксикации зерна и зернопродуктов от микотоксинов с сохранением вкусовых и питательных качеств готового продукта.

Для решения поставленной задачи в способе детоксикации зерна и зернопродуктов, пораженных микотоксинами, заключающемся в обработке их химическим реагентом, согласно изобретению в качестве химического реагента используют озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³, а обработку осуществляют путем продувки озоно-воздушной смеси через зерно и зернопродукты в течение 10-60 минут.

Продувку проводят либо в закрытой емкости, либо непосредственно в бурте зерна.

Экспериментально установлено, что увеличение времени обработки (более часа) не приводит к улучшению качества обрабатываемого продукта, но увеличивает энергозатраты, а уменьшение времени обработки (менее 10 минут) приводит к снижению степени детоксикации.

В известных авторам источниках патентной и научно-технической информации не описано экономичного и эффективного способа детоксикации зерна и зернопродуктов, содержащих микотоксины, позволяющего быстро и без потерь вкусовых и питательных качеств готового продукта произвести его обеззараживание с эффективностью до 95% за счет использования в качестве реагента озоно-воздушной смеси с концентрацией озона 0,05-1 г/м³. Высокая степень детоксикации обусловлена высокой окислительной способностью озона. Отсутствие последующей сушки или выдержки зернопродуктов позволяет использовать готовый продукт сразу после окончания процесса детоксикации. Способ не имеет ограничений по скармливанию и хранению продукта.

Сказанное позволяет сделать вывод о наличии в заявляемом решении «изобретательского уровня».

Способ осуществляется следующим образом.

Берут либо цельное зерно, либо молотое. Зерно помещают либо в емкости, либо оставляют в бурте. Через зерно подают озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м ³. Обработку проводят в течение 10-60 минут.

Пример 1. Зерно пшеницы с содержанием охратоксина 456 мкг/кг делили на три части. Первую часть оставляли в виде цельного зерна, вторую и третью части мололи на роторной мельнице для получения молотого зерна: во второй части зерно проходило через сито с размером ячейки 1,5 мм (помол №1), а в третьей - 0,5 мм (помол №2). Зерно (цельное или молотое) помещали в металлическую емкость, через которую продували озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05-1 г/м³ со скоростью продувки не менее 0,02 м/сек. Обработку проводили в течение 10 и 60 минут.

Данный скоростной режим подобран экспериментально путем регистрации наличия озона на выходе из емкости, в которой производилась обработка продукта, и обеспечивает, с одной стороны, возможность продувки слоя зерна, а с другой, исключает значительные потери озона при обработке.

Результаты исследований представлены в таблице 1.

Таблица 1. Степень разрушения охратоксина на цельном и молотом зерне пшеницы при обработке озоно-воздушной смесью.
Режим обработки. Конц. озона (г/м3) - время обработки (мин)	Разрушение охратоксина, %
	Цельное зерно	Помол №1, 1,5 мм	Помол №2, 0,5 мм
1-10	35	56	90
1-60	70	78	95
0,2-10	23	50	88
0,2-60	50	60	94
0,05-10	13	40	86
0,05-60	42	55	94

Как видно из таблицы 1, степень обеззараживания готового продукта в значительной мере зависит от тонины помола: чем выше тонина помола, тем меньше времени требуется на обработку и тем большей степени детоксикации можно достичь.

Например, при концентрации озона 0,05 г/м³ и времени обработки 10 минут степень обеззараживания для цельного зерна составляет 13%, а для молотого: помол №1 - 40%, помол №2 - 86%. Глубина детоксикации на молотом зерне достигает 94-95%, на цельном - 70%.

Результаты исследования озоно-воздушной смеси на энергетическую ценность и содержание основных элементов в комбикормах для птиц, в которые входит до 71% пшеницы, представлены в таблице 2.

Таблица 2. Энергетическая ценность и содержание основных элементов комбикормов для птиц при обработке озоно-воздушной смесью.
Компонент	Условия обработки*
	Корм для цыплят					Корм для кур-несушек
	Без обработки	0,1-10	1-10	1-30	1-60	Без обработки	0,1-10	0,1-30	1-60
Протеин	16,86	16,81	16,67	16,43	16,61	16,15	16,17	15,93	15,81
Клетчатка	4,47	3,94	5,9	3,76	3,64	6,21	6,3	6,46	6,64
Жир	3,4	3,63	3,42	3,76	3,43	3,96	3,82	3,85	3,73
Са	0,82	0,83	0,8	0,82	0,83	1,54	1,40	1,32	1,43
Р	0,58	0,6	0,55	0,58	0,56	0,57	0,55	0,55	0,56
NaCl	0,06	0,06	0,05	0,05	0,05	0,13	0,14	0,11	0,15
Н 2О	10,37	10,22	10,74	10,78	10,72	9,8	9,64	9,578	9,87
ОЕ**	302,66	303,9	301,6	300,76	302,19	285	283	283,86	279,69
* - первая цифра - концентрация озона, г/м3; вторая цифра - время обработки, мин. ** - общая энергетическая ценность.

Данные таблицы 2 убедительно доказывают, что изменения энергетической ценности и содержания основных элементов в комбикормах для птицы под воздействием озоно-воздушной смеси не происходит.

Пример 2. Цельное зерно проса, содержащее афлотоксин в количестве 114 мкг/кг, помещали в металлическую емкость, через которую продували озоно-воздушную смесь с содержанием озона 0,05, 0,2 и 1,0 г/м ³. Обработку проводили со скоростью продувки 0,02 м/сек в течение 10 и 60 минут.

Результаты исследований представлены в таблице 3.

Таблица 3. Степень разрушения афлатоксина на цельном зерне проса при обработке озоно-воздушной смесью.
Режим обработки. Конц. озона (г/м3) - время обработки (мин)	Разрушение афлатоксина, %
1-10	79
1-60	90
0,2-10	76
0,2-60	86
0,05-10	69
0,05-60	78

Как видно из данных таблицы 3, разрушение афлатоксина при времени обработки 1 час и концентрации озона 0,05 и 1,0 г/м³ составило соответственно 78 и 90%.

Таким образом, заявляемый способ позволяет производить обеззараживание зернопродуктов от микотоксинов эффективно, с сохранением вкусовых и питательных свойств корма. Способ отличается низкими энергозатратами, которые составляют 0,2-0,5 кВт·ч/т.