Мітіна Наталія Борисівна. Технологія одержання рослинно-вуглеводної білкової добавки методом вермікультивування : Дис... канд. наук: 03.00.20 - 2009.
Анотація до роботи:
Мітіна Н. Б. Технологія одержання кормової рослинно-вуглеводної білкової добавки методом вермікультивування. Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спе-ціальністю 03.00.20 – біотехнологія. – Одеська національна академія харчових технологій Міністерства освіти і науки України, Одеса, 2008.
Дисертація присвячена розробці технології одержання кормової рослинно-вуглеводної білкової добавки (РВБД) методом вермікультивування.
Сукупність результатів теоретичних та експериментальних досліджень дозволили сформулювати доцільність використання соняшникового лушпиння як поживного середовища для культивування біомаси Eisenia foetida, з подальшим застосуванням отриманої кормової добавки РВБД в тваринництві.
Встановлено, що ферментація субстрату фракції частинок 200…500 мкм СЛ – екзотермічний процес біологічного окиснення, в якому органічний субстрат піддавався біодеградації змішаною популяцією аеробних мікроорганізмів (р. Cellfalcicula, р. Cellvibrio, р. Cytophaga) в умовах підвищеної температури 50 С і вологості 80 % (гідромодуль 1:2), перемішуванні субстрату 1 раз на тиждень.
Експериментально досліджено, що на швидкість ферментації соняшникового лушпиння впливає дія біологічно активної субстанції „ЕМ-пробіотику”, вологовміщення субстрату 70–80 %, рН 6,5–7,5, температура 20–25 С. Тривалість ферментації субстрату з соняшникового лушпиння зменшується до 7 днів. Для визначення меж зміни абіотичних чинників, які впливають на одержання продукту РВБД з максимальним накопиченням біомаси Eisenia foetida, здійснено їх оптимізацію.
Розроблено нормативну документацію одержання РВБД та водно-спиртового екстракту з біомаси Eisenia foetida. Очікуваний ефект від впровадження даної технології складає прибуток 6,55 грн на 1 грн витрат. Результати виробничої перевірки в тваринництві показали, що РВБД має високі поживні, бактерицидні властивості, вміщує біологічно активні речовини, ферменти, вітаміни, мікроелементи кровотворної дії, відповідає вимогам за вмістом необхідних речовин при відгодівлі молодняку сільськогосподарських тварин і підвищенні їх імунітету. РВБД добре зберігається, не втрачає своїх властивостей, може бути використана як консервант кормів.
1. На підставі теоретичних узагальнень і експериментальних досліджень запропоновано і реалізовано наукову концепцію ефективного використання соняшникового лушпиння для одержання РВБД, що дозволяє підвищити біологічну цінність кормових добавок.
2. Показано, що в якості поживного середовища для вермікультивування можливе використання соняшникового лушпиння, так як воно характеризується опти-мальним біохімічним складом для направленого біосинтезу цільових продуктів: полісахариди – 53,49 %, лігнін – 32,11 %, залишкова частина жирів – до 0,1 % (від сухої маси сировини), насичені та ненасичені кислоти (олеїнова, пальмітинова, ліноленова), воски, смолисті речовини та ефіророзчинні субстанції, що забезпечує кращу засвоюваність при адаптації Eisenia fоetida на субстраті з СЛ.
3. Здійснено дослідження з механічної деструкції СЛ для найкращого засвоювання вермікультурою (ротовий отвір Eisenia fоetida не перевищує 1 мм). Після подрібнення на двох типах спеціальних млинів: роторного типу із зустрічними бильними елементами круглого перетину та млині ударної дії, що включає вертикальний ступінчатий корпус з відбійними елементами на внутрішній поверхні показано, що у помолі CЛ домінують сферичні частинки фракцій розміром 250…500 мкм, масова частка яких складає 90…97 %.
4. Встановлені основні показники, які характеризують рухливість СЛ: в інтервалі від 100…60 мкм насипна маса збільшується зі зменшенням ступеня здрібнення, а в інтервалі 500…100 мкм зменшується за рахунок утворення електростатичних сил, які відштовхують мікроскопічні частини, зменшуючи насипну масу, тому се-редня насипна маса з СЛ дорівнює 250 кг/м3; кути нахилу стінок завантажувального пристрою в установці для нативного і здрібненого СЛ повинні бути не менше 55, а сам завантажувальний пристрій повинен мати вібратори. Для фракції частинок 100…200 мкм кут внутрішнього тертя становить 57, а кут тертя до металевої стінки 30, що запобігатиме грудкуванню, злежуванню здрібненого СЛ в накопичувачі.
5. Визначено, що вміст ЛГП залежить від розміру частинок СЛ. В інтервалі розміру частинок від 200 до 500 мкм вміст пентозанів практично не змінюється, тоді як при розмірі 60…80 мкм йде – зменшення вмісту пентозанів за рахунок їх де-струкції. При зниженні ступеня кристалічності вуглеводної частини СЛ та збільшенні його питомої поверхні зростає доступність субстрату ендоферментами шлунково-кишкового тракту Eisenia foetida.
6. Експериментально встановлено мікрофлору здрібненого СЛ, закладеного на ферментацію, яка складається з мезофільних мікроорганізмів, епіфітної мікрофлори (p. Cladosporium, p. Thamnidium, p. Alternoria), невеликої кількості спороутворюючих (р. Bacillus), аеробних мікроорганізмів (р. Cellfalcicula, р. Cellvibrio, р. Cytophaga) та невеликої кількості дріжджів, які можуть викликати процеси бродіння. Загальна кількість мікроорганізмів становила 106…107 на 1 г СЛ.
7. Встановлено, що ферментація субстрату фракції частинок 200…500 мкм СЛ – екзотермічний процес біологічного окиснення, в якому органічний субстрат піддавався біодеградації змішаною популяцією аеробних мікроорганізмів (р. Cellfalcicula, р. Cellvibrio, р. Cytophaga) в умовах підвищеної температури 50 С і вологості 80 % (гідромодуль 1:2), перемішуванні субстрату 1 раз на тиждень. Внесення комплексів мікроорганізмів „ЕМ-пробіотику” забезпечило умови сімбіотичної взаємодії з мікроорганізмами субстрату СЛ і, відповідно, утворило умови для більш швидкого перебігу процесу ферментації за 7 днів, тоді як без додавання тривалість склала 14 днів.
8. Обґрунтовано вибір культури Eisenia foetida, яка втратила інстинкт залишати своє місце проживання, харчується будь-якими органічними речовинами, а також які пройшли стадію ферментації, не хворіє при дотриманні оптимуму абіотичних чинників, показників мікрофлори субстрату. Експериментально визначені опти-мальні параметри, які дозволяють покращити адаптацію Eisenia foetida, продовжити період активної діяльності і збільшити свою продуктивність на здрібненому до фракцій 200…500 мкм СЛ: температура 20…25 С, вологість 70…80 %, рН 6,5…7,5, щільність посадки 10…15 тис черв’яків на 1 м2, періодичність внесення ферментованого субстрату – 1 раз на 10…15 добу, перемішуванні субстрату 1 раз на тиждень.
9. Встановлено, що одержана методом вермікультивування РВБД за біохімічним складом містить цілий ряд біостимуляторів у добре збалансованій і легкозасвоюваній формі: вітаміни – В1 – 0,03 мг/кг, В2 – 0,04 мг/кг, РР – 0,9 мг/кг, D – 4…6 тис МО, залізо, марганець, цинк, мідь, що відповідає вимогам за вмістом необхідних речовин при відгодівлі молодняку сільськогосподарських тварин і підвищенні їх імунітету. Показано, що РВБД вміщує 30…35 % біомаси культури Eisenia fоetida 65…70 % копролітів і часткових залишків СЛ, має темно-коричневий колір, м'яка на дотик, без запаху, з вологістю до 60 %, рН 6,5…7,5.
10. Визначено, що до біохімічного складу біомаси Eisenia fоetida, розведеної на субстраті з модифікованого СЛ, входять численні ферменти, вітаміни, мікроелементи, добре збалансована за амінокислотним складом, практично за всіма замінними та незамінними амінокислотами: найменша кількість в біомасі лізину (скор 114,5 %), найбільша сума фенілаланіну і тирозину (скор 523 %). Сухі речовини тканин біомаси Eisenia fоetida складають 17…23 %, сирого протеїну більше 63 %, ліпідів 6…9 %, азотистих екстрактивних речовин від 7 до 16 %. Здійснено оптимізацію експериментально-статистичної математичної моделі, яка побудована за результатами серії дослідів, реалізованих за планом повного дворівневого експерименту.
11. Розроблено біотехнологію одержання РВБД та водно-спиртового екстракту з біомаси Eisenia fоetida та визначені оптимальні умови при яких Eisenia fоetida максимально нарощує свою біомасу, розмножується: здрібнення СЛ до фракцій з частинками 200…500 мкм, ферментація СЛ за 7 днів в присутності біологічно активної субстанції „ЕМ-пробіотику”, температура субстрату 20…25 С, вологість 70…80 %, рН 6,5…7,5, щільність посадки в межах 10…15 тис черв’яків на 1 м2 (для збільшення ваги біомаси Eisenia fоetida), 15…30 тис черв`яків на 1 м2 (для прискорення біоперероблення субстрату). Розроблено нормативну документацію одержання РВБД з оцінкою ефективності. Очікуваний економічний ефект від впровадження даної технології 6,55 грн на 1 грн витрат. Промисловий наробіток партії РВБД здійснено на дослідному виробництві Дніпропетровського олійно-екстракційного заводу і ВАТ „Маслодар” м. Дніпропетровськ.
12. Застосування РВБД на виробничій базі КСП "Українка" Криничанського району та на ТОВ агрофірмі "Мрія" с. Новомиколаївка Дніпропетровської області у раціонах відлучених поросят у дозі 5 г на 1 кг живої ваги збільшило середньодобовий приріст на 23,4 % і знизило витрати кормів на 8,8 %, тобто сприяло підвищенню біологічної цінності раціону, що в свою чергу збільшило резистентність організму тварин, дозволило підвищити вихід та приріст ваги молодняку, поліпшення імунітету.
Публікації автора:
1. Полищук Н.Б. Различные питательные среды в культивировании E. Foetida / Н.Б. Полищук // Вопросы химии и химической технологии. – 2000. – № 1. – С. 205–207.
Особистий внесок здобувача: експериментальні дослідження та узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації.
2. Технология получения кормовых добавок / А.П. Кулик, В.А. Косенко, Н.Б. Митина, Н.И Ванжа // Вопросы химии и химической технологии. – 2002. – № 1. – С. 107–108.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації та їх подання.
3. Комплексна переробка природних полімерів рослинного походження / Н.Б. Мітіна, Т.В. Данилейко, С.Ф. Енгельс, О.П. Кулик // Вопросы химии и химической технологии. – 2003. – № 1. – С. 137–139.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка до друку.
4. Предгидролиз подсолнечной лузги / В.А. Косенко, А.П. Кулик, И.М. Зубарева, Н.Б. Митина, А.И. Науменко // Вопросы химии и химической технологии. – 2005. – № 3. – С. 185–186.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка до друку.
5. Особливості використання рослинно–вуглеводно–білкової добавки, одержаної за допомогою вермікультури E. Foetida / Н.Б. Мітіна, С.Ю. Булейко, О.П. Кулик, А.А. Булейко // Вопросы химии и химической технологии. – 2006. – № 1. – С. 50–52.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка до друку
6.Кулик А.П. Изучение свойства диспергированной подсолнечной лузги как носителя для иммобилизованных ферментов и микроорганизмов / А.П. Кулик, А.В. Линецкая, Н.Б. Митина // Вопросы химии и химической технологии. – 2006. – № 6. – С. 106–107.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка до друку.
7. Пат. 64362 А Україна, МКП7 А 23 К 1/16. Спосіб одержання кормової добавки для сільськогосподарських тварин / Н.Б. Мітіна., Д.Б. Шаталін., Н.К Пузанова., О.П. Кулик, Г.Г. Рунова; заявник та патентовласник Укр. держ. хіміко-технолог. ун-тет.; заявл. 20.05.03; опубл. 16.02.04, Бюл. № 2.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів для розроблення авторського свідоцтва.
Особистий внесок здобувача: дослідження адсорбційних властивостей соняшникового лушпиння, підготовка матеріалів до публікації.
11. Дослідження в галузі виділення, ідентифікації, очищення та отримання металобілкових комплексів / Н.Б. Мітіна, Н.П. Сергієнко, О.П. Півошенко, О.В. Скалозуб // Хімія і сучасні технології: І міжнар. наук.–техн. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених, 26–28 трав. 2003 р.: тез. допов. – Дніпропетровськ, 2003. – С. 268–269.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка до друку.
12. Одержання кормової добавки РУБД–М при переробці природних полімерів рослинного походження за допомогою вермікультури / Н.Б. Мітіна, Д.Б. Шаталін, О.П. Кулик, Г.Г. Рунова, Г.І. Науменко, М.І. Ванжа, В.О. Косенко // Наука і освіта 2004 : VІІ наук.–практ. конф., 10–25 лют. 2004 р.: тез. допов. – Дніпропетровськ, 2004. – С. 17.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка матеріалів до публікації та їх подання.
13. Самохина А.А. Получение и исследование эмульсий из гибрида красного калифорнийского червя E. Foetida / А.А. Самохина, Н.Б. Митина, А.П. Кулик // Хімія і сучасні технології: ІІІ міжнар. наук.–техн. конф. студентів, аспірантів та молодих вчених, 22–24 трав. 2007 р.: тез. допов. – Дніпропетровськ, 2007. – С. 265.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, узагальнення результатів, підготовка до друку.
14. Produccing a feed additive on basis of sunflover shel / A.P. Kulik, S.N. Garmash, S.Yu. Buleiko, N.B. Polishchuk [etk.] // Ecology of the indastrial Regions. – Gorlovka–Kiev. – 1995. – P. 111–115.
Особистий внесок здобувача: проведення досліджень, обробка та обґрунтування результатів, узагальнення отриманих результатів, підготовка до друку.
15. Переработка районированных растительных отходов Украины с целью получения препаратов кормового, ветеринарного, медицинского назначения и биологически активных веществ (регуляторов роста) / А.П. Кулик, С.Н. Гармаш, Н.Б. Полищук, Д.Б. Шаталин // Хран. и перераб. зерна. – 1999. – № 1. – С. 8–10.
Особистий внесок здобувача: проведення експериментальних досліджень та їх апробація в умовах виробництва.
