Разработка технологии обеззараживания свекловичного жома

Основными причинами самосогревания свекловичного жома при хранении являются:

- состав материала: самосогреванию легче подвергаются вещества, которые могут служить питательной средой для разного рода микроорганизмов;

- влажность субстрата: с повышением влажности уменьшается его водоудерживающая способность, понижается осмотическое давление клетчатого сока, а это, в свою очередь, позволяет успешно развиваться микроорганизмам;

- пористость продукта: самосогреванию легче подвержены продукты, внутри которых имеется определённое количество воздуха;

- размер штабеля (насыпи): чем больше масса жома, в частности выше штабель жома, тем меньше отношение его поверхности к массе жома, соответственно меньше теплоотдача и испарение воды, замедленнее воздухообмен, а, следовательно, выше интенсивность разогрева;

- внешняя температура воздуха на складе и температура жома во время укладки на хранение.

Интенсивность развития микроорганизмов в значительной степени зависит от температуры среды. Так споры плеснёвых грибов могут прорастать при температуре -6°C, а зародыши гнилостных бактерий начинают проявлять свою жизнедеятельность при температуре +6…+7°C.

По мере повышения температуры жизнедеятельность микроорганизмов усиливается: они интенсивнее размножаются и становятся наиболее активными при оптимальной температуре. Оптимальная температура для гнилостных бактерий колеблется в пределах 20-35°C. При температуре 60-70°C гнилостные бактерии развиваться не могут и погибают.

По отношению к низким температурам микроорганизмы очень устойчивы. Холод не убивает бактерии, но их рост и развитие замедляется или вовсе приостанавливается. Поэтому охлаждение оказывает всегда положительный эффект. Свежий свекловичный жом (в том числе прессованный) имеет тенденцию к быстрому закисанию, поэтому не подлежит длительному хранению. Затем развивается гнилостная микрофлора, что сопровождается выделением токсичных продуктов гниения (аммиак, скатол, индол, микотоксины). Экологическая опасность гниющего свекловичного жома выше, чем свежего. Если свежий жом имеет пятый класс опасности, то опасность гниющего повышается до четвёртого. Это приводит к значительному повышению экологической нагрузки на окружающую среду. Многочисленные исследования показали, что наиболее агрессивно в жоме ведут себя дрожжевые грибки: в течение нескольких часов пути от сахарного завода до сельхозпредприятия их количество может существенно увеличиться (табл. 2).

Таблица 2 - Количество дрожжевых и плеснёвых грибов в свекловичном жоме

Сахарный завод	Место	Сухое вещество, %	Дрожджи	Плесень
			КУО/г свежей массы
Октябрь
А	Сахарный завод	22,5	0,0	0,0
	Хозяйство	23,6	8,3Ч102	0,0
В	Сахарный завод	21,2	8,8Ч106	0,0
	Хозяйство	21,3	3,0Ч107	0,0
С	Сахарный завод	23,8	4,8Ч103	0,0
	Хозяйство	23,1	1,8Ч105	0,0
Декабрь
А	Сахарный завод	20,1	2,3Ч10	0,0
	Хозяйство	20,0	3,9Ч10	4,5Ч105
В1	Сахарный завод	23,0	2,3Ч10	4,0Ч104
	Хозяйство	22,9	1,0Ч10	8,3Ч102
В2	Сахарный завод	28,7	2,6Ч10	4,1Ч103
	Хозяйство	28,8	5,7Ч10	0,0

Как видно из таблицы, количественное содержание бактерий и микроорганизмов в свежем прессованном жоме имеет сезонный характер: ближе к концу сезона, в декабре, констатируется повышение их концентрации.

Также исследовалось содержание дрожжевых грибков в силосе через 49 дней после силосования в рукаве. В более чем 90% всех проб силоса содержались дрожжевые грибки в концентрации 103 КОЕ/г свежей массы или ниже. Консервация свекловичного жома позволяет снизить или даже исключить развитие дрожжевых грибов [19].

Свежевыработанный свекловичный жом при правильно направленном молочно-кислом брожении приобретает приятный запах и вкус мочёных яблок, цвет его становиться светлым.

Если жом не защищён от доступа воздуха и атмосферных осадков, то он постепенно портиться, в нем развиваются нежелательные маслянокислые и гнилостные бактерии, приводящие к большим потерям питательных веществ и ухудшению качества.

Большое содержание воды в жоме при консервировании в отсутствии молочнокислых заквасок провоцирует быстрое сбраживание по уксусно-кислому типу, что вызывает у животных различные желудочно-кишечные заболевания: поносы, вплоть до кровавых, вздутие желудка -- тимпанию, мокрецы - заболевание ног, ведущее в отдельных случаях к опадению копыт, параличу ног, гангренозному воспалению.

Отжатый жом обладает довольно высокой упругостью, сыпучестью, скважностью. После сброса в жомовую яму отжатый жом не расплывается по ней, а долгое время (три-пять дней) находиться в рыхлом состоянии в куче-конусе с большой открытой поверхностью. При этом он заражается разного рода микроорганизмами из воздуха, главным образом нежелательными.

В подвергшемся заражению микроорганизмами и аэрации жоме в процессе последующего его хранения, даже в условиях полной изоляции от доступа воздуха, отмечаются значительные потери питательных веществ (до 25-30%) (табл. 3).

Таблица 3 - Потери питательных веществ жома в результате обсеменения бактериями

Продолжительность заражения, сут.	Влажность жома	Содержится в сухом веществе	Потери
		протеин	клетчатка	зола	жир	БЭВ	сухого вещества	протеина	БЭВ
0	87,99	10,12	20,13	8,84	1,35	64,56	-	-	-
3	88,55	9,64	22,30	4,10	1,58	62,38	7,1	11,6	10,3
6	89,32	9,03	23,56	4,36	1,69	61,36	13,4	22,8	17,7
11	90,42	8,34	25,35	4,61	1,67	60,03	24,4	37,7	30,7

При этом самым высоким уровнем рисков микробиологической контаминации остаётся хранение, погрузка и транспортировка произведённого, уже проверенного готового продукта. Именно на этих этапах обращения происходит снижение качества гранулированного свекловичного жома, которая может привести к его потере по показателям микробиологической обсеменённости. В связи с этим важнейшее значение при поставках свекловичного жома имеет оценка микробиологических рисков вторичного заражения готового продукта.

По изложенной информации можно сделать вывод, что обеззараживание жома с целью продления срока хранения является важной задачей. Для обеспечения качества и безопасности гранулированного свекловичного жома особо значимая роль отводится его обеззараживанию и консервации. Грамотное применение консервантов является надёжным средством защиты кормовых компонентов и позволяет гарантировать требуемые микробиологические параметры.

Проблема порчи жома комплексная и зависит от факторов разной природы - физических, химических и микробиологических. Поэтому и подход для решения этой проблемы должен быть комплексным.

2.3 Обзор технологий обеззараживания

2.3.1 Физические способы

К физическим способам относятся процессы, которые вызывают изменение физических характеристик жома. К таким процессам относятся термообработка, механическое, электромагнитное воздействие. Основным физическим процессом, который используется для обеззараживание, является сушка.

В процессе сушки жом теряет до 10% растворимых питательных веществ. В высушенном жоме меньше сахара, а это отрицательно сказывается на его заквашивании при силосовании, сохранности и качестве.

Сушка жома осуществляется при температуре 60-80°С. После термообработки влажность жома должна составлять не более 12%.

Авторы патента [20] предлагают способ снижения энергозатрат при высушивании жома. Для этого отпрессованный жом сушат последовательно в двух аппаратах. Сушку до промежуточной влажности 40-60% проводят в барабанной сушилке. Досушку жома до влажности 12% осуществляют в испарителе с паровым обогревом. При этом образующийся в испарителе соковый пар очищают от жомовой пыли в мокром циклоне, сжимают в компрессоре до 0,25-0,3 МПа рабочим паром высокого давления, насыщают конденсатом греющего пара в смесительном теплообменнике и направляют на выпарную станцию завода, а конденсат отводят в парогенераторы ТЭЦ. В результате общее теплопотребление на сушку при той же производительности по сырому жому сокращается на 26-60% в зависимости от значения промежуточной влажности. Кроме того, снижаются потери жома от уноса и выгорания мелких частиц, и повышается качество сухого жома.

Как уже говорилось раннее, наличие свободной воды в жоме приводит к развитию микрофлоры, что в свою очередь приводит к порче жома. Инновационная сушка холодным воздухом помогает снизить энергозатраты на сушку [21]. После отжима на прессе глубокого отжима жом гранулируют на ротационном прессе. Рабочая температура гранулятора составляет 80-90°С. Вентилирование жома производится холодным воздухом, а не нагретым. Это определяется свойствами пектиновых веществ. Эти вещества растворяются в горячей воде, но нерастворимы в воде холодной. Пектиновые вещества свекловичного жома уже насыщены водой, но при понижении температуры пространственная структура пектиновых молекул изменяется, что ведет к выделению воды. При активном вентилировании холодным воздухом пектиновые вещества отдают связанную воду в пространство между гранул, откуда она удаляется потоком воздуха. При активном вентилировании жома следует учитывать влажность атмосферного воздуха. Чем она ниже, легче будет удаляться влага [22]. Таким образом, на грануляторе происходит обеззараживание жома, а в процессе дегидратации создаются условия, предотвращающие развитие вредной микрофлоры в процессе дальнейшего хранения. Важным фактором при этом остаётся строгое соблюдение режима хранения - влажности, температуры.

Существует способ удаления опасной микрофлоры с поверхности кормов и их ингредиентов с помощью электромагнитного поля сверхвысокой частоты (ЭМП СВЧ). При этом такая обработка не сказывается на технологических свойствах корма [23, 24, 25]. Более того, улучшаются некоторые физико-химические показатели [26]. На патогенную микрофлору во время обработки в ЭМП СВЧ действует два поражающих фактора - само ЭМП СВЧ, высокая температура среды вследствие воздействия ЭМП СВЧ и образовывающийся при этом водяной пар [25]. Авторы статьи [27] провели ряд исследований, как влияет СВЧ-поле на микрофлору. Результаты исследований показали, что обработка корма и его ингредиентов СВЧ-полем позволила снизить уровень обсеменённости: комбикорма - в 142,9 раз, кормосмеси - в 7,9 раз, зерна пшеницы - в 16,9 раз.

Полного уничтожения бактериального компонента микрофлоры кормов при использованном режиме СВЧ-обработки добиться не удалось - оставшиеся жизнеспособными бактерии относятся, в большинстве своем, к представителям рода Bacillus. Они способны к спорообразованию и, по всей видимости, устойчивы к использованному в работе режиму электрофизического воздействия.

2.3.2 Химические способы

Наиболее рациональным и эффективным решением проблемы микробиологической безопасности является применение консервирующих добавок. Иностранными и российскими производителями выпускается целая серия препаратов на основе органических кислот, которые уже широко применяются в сельском хозяйстве. Существующие научные разработки позволяют для каждого кормового продукта подобрать удачное сочетание кислот и рассчитать их количественные пропорции в рекомендуемом препарате с учётом специфики реальной микробиологической среды с целью эффективного уничтожения микроорганизмов.

Кормовые подкислители, представляющие собой препараты органических кислот и их солей, подавляют размножение гнилостной и условнопатогенной микрофлоры. Кормовые органические кислоты являются природными метаболитами, в рекомендуемых концентрациях не наносят вред животным, нетоксичны, легко метаболизируются в организме и подходят для ведения органического животноводства.

Некоторые пищевые кислоты, которые проявляют ингибирующие свойства в отношении бактерий и плеснёвых грибов, являются кормовыми добавками. Положительное действие органических кислот на качество и гигиену кормов доказано на практике.

Пропионовая кислота - органическая кислота, обладающая фунгицидным действием. Она губительно воздействует на размножение плесеневых грибков, сокращая эпизоды микотоксикозов. Подавляет развитие дрожжевых грибов, а также водорослей. На основе пропионовой кислоты производится большинство комплексных препаратов подкислителей. Пример: Филакс (Selko) (сухой и жидкий), эффективно предотвращающий рост плесневых грибов в сырье и готовых кормах, кроме того, он содержит в своём составе сурфактанты, которые улучшают качество гранул, повышают питательную ценность кормов и увеличивают производительность ККЗ.

Бензойная кислота оказывает угнетающее воздействие на дрожжи, плесени и некоторые виды бактерий, в том числе маслянокислого брожения. Ее действие основано на подавление активности ферментов микробных клеток. За счёт замедленного и непрерывного высвобождения активного ингредиента - бензойной кислоты воздействует на микрофлору кишечника запатентованная гранулированная кормовая добавка Авиматрикс от компании Novus Int.

Уксусная кислота - эффективное противогрибковое средство, которое обладает бактериостатическим действием и применяется в составе комплексных препаратов. Это соединение рекомендовано для контроля развития дрожжей в желудке жвачных животных.

Кормовые добавки, содержащие муравьиную кислоту, также широко применяются для производства кормовых подкислителей. Это органическое соединение проявляет бактерицидное и фунгицидное действие в ЖКТ свиней и птицы. В чистом виде вызывает коррозию оборудования. Муравьиная кислота эффективна против дрожжей и бактерий (особенно рода сальмонелл, кампилобактер, эшерихий и псевдомонад). Муравьиная кислота совместно с пропионовой кислотой проявляет выраженное действие против клостридий.

В составе подкислителей часто используются соли муравьиной кислоты (формиаты, диформиаты). Они представляют собой стабильные некоррозийные соли, обладающие синергией с муравьиной кислотой.

Для консервации гранулированного свекловичного жома наиболее подходят препараты на основе муравьиной кислоты. Они не разъедают материалы, контактирующие с ними, не считаются опасным грузом при транспортировке и удобны в применении. Введение препарата оптимально производить после гранулирования жома перед выгрузкой на склад методом распыления через форсунки в готовый продукт. При таком введении консерванта обычно используют смесители, но достаточно эффективно можно проводить распыление в продуктопроводах, по которым самотёком, в свободном падении перемещается готовый продукт [28].

Сорбиновая кислота успешно борется с грибками и плесенями на оборудовании и в кишечнике животных. Наряду с муравьиной и уксусной кислотой она успешно санирует желудочно-кишечный тракт от E. coli и Salmonella.

Сорбиновая кислота входит в состав таких комплексных подкисляющих добавок, как Аква-Ацид Био (FF Chemicals B.V.), Биотек Микс FA (Daavision B.V), Комплисид («Белфармаком»), Мико Карб Жидкий (Kemin), Сал Карб Жидкий (Kemin), Селацид Жидкий (Selko), Менацид 330 (Menon Animal Nutrition Technology/MISMA) и др.

Молочная кислота снижает рН среды на протяжении всего ЖКТ свиней и птицы, улучшает вкус воды и повышает аппетит у животных. Активирует ряд ферментов в организме, в том числе поджелудочной железы. Способствует росту ворсинок эпителия кишечника. В организме животных молочная кислота также обладает сильным противомикробным действием, обеспечивает самую низкую скорость инверсии сахарозы по сравнению с другими кислотами.

Молочную кислоту содержат такие комплексные подкислители, как Агроцид Супер Олиго (CID Lines), ВерСал Ликвид (Biochem), Интра Аква Ацид Минерал (Intracare BV), Сал Карб K2 Жидкий (Kemin), Шаумазил TMR G жидкий (Schaumann Agri), Фунгисепт («Мосагроген»), Менацид 130 (Menon Animal Nutrition Technology/MISMA) и др.

Лимонная кислота характеризуется хорошим подкисляющим синергетическим эффектом и сильным антибактериальным действием (ее эффективность составляет примерно 50% по сравнению с муравьиной и сорбиновой кислотами).

Лимонная кислота используется в качестве эффективного антистрессового средства при гипертермии скота и птиц. В организме выступает в роли катализатора обмена веществ, синергистом антиоксидантов. Соединения лимонной кислоты являются прекрасным хелатирующим агентом для ионов железа, марганца, цинка, кобальта и меди. Эта органическая кислота также нейтрализует и выводит из организма тяжелые металлы, радионуклиды, пестициды. Активизирует выработку ферментов поджелудочной железой. Цитрат кальция, используемый в качестве носителя в некоторых кормовых подкислителях, служит для животных ценным источником легкоусвояемого кальция.

На основе лимонной кислоты производятся кормовые подкислители Ацидо-Лайн L (Nutri-Concept), ВерСал Ликвид (Biochem), Хамеко-PH (Hameco Agro), Шаумацид Дринк С жидкий (Schaumann Agri) и некоторые другие кормовые добавки.

Янтарная кислота улучшает адаптацию животных при стрессе. Применяется в составе комплексных средств. Например, комплексный подкислитель воды Новион Л содержит смесь масляной, янтарной, пропионовой, муравьиной, молочной, уксусной кислот, а также жирные кислоты средней цепи, растительные экстракты и ароматизаторы. Янтарная кислота также усиливает действие комплексного отечественного подкислителя-пребиотика ЛактАцид («АгроСистема»).

ЛактАцид -- сбалансированная смесь органических кислот. Контролирует микрофлору и кислотность желудочно-кишечного тракта. Улучшает вкус комбикорма за счет его подкисления, содержит фумаровую, лимонную и янтарную кислоты.

В качестве антимикробного агента в кормовых добавках также применяется лауриновая кислота. Попадая с кормом в организм животного, в ЖКТ она трансформируется в монолаурин, который растворяет липидную оболочку патогенных бактерий, подавляет рост простейших и микоплазм, а также способствует заживлению эпителия кишечника.

По сравнению с пропионовой, муравьиной, молочной, сорбиновой кислотами, которые действуют только в желудке, лауриновая кислота уничтожает микробы также в тонком кишечнике, таким образом защищая практически весь ЖКТ животного. На основе лауриновой кислоты производится антимикробная кормовая добавка Биофит (BioTech), а также российский подкислитель Акватек («ТекноФид»), чья композиция усилена каприловой кислотой, и др.

Фумаровая и яблочная кислоты. Активность кислот зависит от изменения рH на протяжении ЖКТ. Первой преградой для органических кислот служит снижение кислотности в двенадцатиперстной кишке, которое вызывает их диссоциацию. Диссоциация не наступает у устойчивых к ней кислот (например таких, как яблочная и лимонная) и у кислот с малой растворимостью (фумаровая). Фумаровая и яблочная кислоты активны в слепой кишке и в толстом кишечнике. На основе этих кислот разработана линейка подкислителей Менацид (Menon Animal Nutrition Technology/MISMA), защищенных жировой капсулой для предотвращения диссоциации действующих веществ в желудке.

В качестве примера бактерицидных препаратов на основе органических кислот можно рассмотреть Амазил NA (BASF) и Сальмотек ВА.

Препарат Амазил NA явялется частично буферизированной муравьиной кислотой. Препарат является превосходным консервантом для подавления роста бактерий и дрожжевых грибов в гранулированном свекловичном жоме. Данный препарат проявляет свою активность в отношении сальмонеллы, кишечной палочки, кампилобактерий. Кроме этого, данный препарат улучшает процесс силосования во влажном жоме [29].

Комплексное средство Сальмотек ВА жидкий (Daavision B.V./BioTech) (рис. 8) включает муравьиную кислоту, формиат аммония, уксусную, пропионовую, бензойную, сорбиновую, лимонную кислоту, а также моно- и диглицериды жирных кислот и пропандиол. Может применяться для очистки линий кормораздачи и уничтожает бактерии в комбикорме. Высокоэффективный антибактериальный препарат Сальмацид на основе пропионовой, муравьиной, сорбиновой кислоты применяется для уничтожения патогенной микрофлоры в кормах, кормовом сырье. Также используется как подкислитель для увеличения продуктивности сельскохозяйственных животных и птицы, для дезинфекции воды. Добавление «Сальмотека ВА» при производстве кормов способствует уничтожению патогенных бактерий в комбикорме.



Рисунок 8 - Сальмотек ВА

В состав «Сальмотека ВА» входят органические кислоты, которые гарантируют высокую активность препарата даже при высокотемпературной обработке кормов.

«Сальмотек ВА» эффективно действует против бактерий и после термообработки сырья, в процессе его хранения и транспортировки до фермы [30].

Хелатные соединения микроэлементов и сульфаты способствуют растворению полисахаридных биопленок (продуктов жизнедеятельности бактерий, грибков и водорослей) на поверхности оборудования и в прессованном свекловичном жоме.

2.3.2 Биологические способы

Основным механизмом действия консервирующих препаратов на основе бактерий является смещение pH в кислую сторону в результате жизнедеятельности вносимых с препаратом бактерий, что подавляет развитие большинства гнилостных и условно-патогенных микроорганизмов, которые растут и размножаются при слабокислой или нейтральной pH. Биологические способы обеззараживания свекловичного жома подразумевают введение бактериальных препаратов, которые содержат одну или несколько культур бактерий. Обеззараживание является в данном случае параллельным или даже побочным процессом, так как основным является силосование и консервация жома для его дальнейшего хранения. В результате развития вносимой микрофлоры патогенные микроорганизмы гибнут и в жоме создаются условия, препятствующие появлению и развитию патогенных микроорганизмов, в том числе грибков.

К биологическим консервантам относятся продуценты органических кислот (лактобациллы, пропионовокислые бактерии, энтерококки) (рис. 9).

Рисунок 9 - «Биотроф 111» - один из биопрепаратов для консервации свекловичного жома

Они являются биологическими продуцентами органических кислот, а также биоцидов, губительно действующих на гнилостную микрофлору, в том числе на размножение плесневых грибов, вырабатывающих микотоксины. В таблице 4 приведены действия бактерий-продуцентов кислот на условно-патогенную и патогенную микрофлору.

Таблица 4 - Биологические продуценты органических кислот

Продуценты	Органическая кислота	Действие
Пропионовые бактерии	Пропионовая кислота	Эффективна в отношении плесневых грибов и дрожжей, а также аэробных бактерий
Пропионовые бактерии, некоторые виды лактобацилл (Lactobacillus kefiri, Lactobacillus buchnery)	Уксусная кислота (и пропионовая кислота)	Эффективна против дрожжей и бактерий, в меньшей степени -- против плесеней. Активна против E. coli
Пропионовые бактерии, лактобациллы, энтерококки	Молочная кислота (и пропионовая кислота)	Эффективна против анаэробных бактерий, в меньшей мере - против плесеней и дрожжей. Улучшает вкусовые качества корма. Стимулирует выработку энзимов поджелудочной железы

Существенно повысить качество ферментируемого (консервируемого) свекловичного жома и его стабильность, а так же увеличить ареал его реализации можно используя технологию, предлагаемую компанией «Лаллеманд-Россия». Основная суть предлагаемой технологии заключается во внесении в массу прессованного жома микробно-ферментных композиций на заключительном этапе производства или в момент погрузки автотранспорта.

Наличие в составе композиции высокой концентрации специализированных гомоферментативных молочникислых бактерий обеспечит направленность процесса ферментации с быстрым накоплением молочной кислоты, что обеспечит быстрое снижение кислотности жома до требуемых показателей рН равных 3,8 и ниже. Это является превентивными мерами против развития колибактерий, листерий, клостридий и частично дрожжей.

Наличие в составе композиции высокой концентрации специализированных гетероферментативных молочнокислых бактерий и пропионовокислых бактерий обеспечит накопление в массе жома веществ, обладающих сильно выраженной фунгицидной активностью, что повысит аэробную стабильность корма при выемке. На выходе получается разогретым до 45-55°С, в его массе создаются условия для развития дрожжевой микрофлоры. Дрожжевые споры при выемке консервированного жома вызывают бурно протекающую вторичную ферментацию с потерей значительного количества питательных веществ и энергии. Молочная кислота и низкая рН при доступе кислорода воздуха не являются факторами, угнетающими развитие аэробной микрофлоры. Поэтому консерванты на основе гомоферментативных молочнокислых бактерий не оказывают положительного влияния на аэробную стабильность. С другой стороны при использовании специализированных гетероферментативных молочнокислых бактерий и пропионовокислых бактерий в массе накапливается пропионовая кислота, являющаяся главным ингибитором аэробной порчи.

Обычно в прессованном жоме наблюдается недостаток сахаров. Наличие в составе композиции высокой концентрации ферментов, расщепляющих гемицеллюлозы способствует высвобождению простых сахаров, являющихся необходимым субстратом для деятельности молочнокислых бактерий. В результате скорость и качество ферментации жома увеличиваются.

Авторами патента [31] был предложен способ консервации препаратом, который содержит Bacillus subtilis. После введения препарата жом прессуется до плотности 800-1000 кг/м3 и через сутки герметезируется. Ежедневное снижение температуры в консервируемой массе не должно превышать 1°С. Изобретения позволяет улучшить биологический и технологический процессы консервирования свекловичного жома. Внесение данного препарата, по утверждению авторов патента, препятствует развитию патогенной микрофлоры.

2.4 Сравнение способов обеззараживания и составление рекомендаций по обеззараживанию жома

Сухой свекловичный жом имеет ряд существенных преимуществ перед свежим или кислым жомом. В нём сохраняются продолжительное время все питательные вещества, он более транспонтабельный на всех видах транспорта и на различные расстояния. Общая питательность сухого жома в 10-12 раз выше свежего. Однако по содержания питательных веществ жом значительно уступает свекловичной стружке до ее обработки в диффузонном аппарате. Кроме того, сухое вещество жома в 2-3 раза беднее микроэлементами. Даже несмотря на это, предпочтение отдаётся сухому жому.

Современные кормовые подкислители представляют собой комплексные универсальные средства, обладающие подкисляющим, бактерицидным, фунгицидным эффектом

Исходя из информации, которая представлена в данной главе, касательно способов обеззараживания жома, можно сделать следующие рекомендации и технологию для эффективного обеззараживания и длительного хранения.

Свежий свекловичный жом обязательно должен подвергаться сушке и прессованию. Рекомендуется для этого использовать технологию дегидратации холодным воздухом после горячего прессования гранул. Технологию обработки гранул ЭМП СВЧ использовать не рекомендуется, так как она не даёт необходимого результата по очистке свекловичного жома от опасных микроорганизмов.

Для предотвращения набухания гранул жома из-за поглощения влаги следует соблюдать условия его хранения - температура воздуха 0…-6°С, влажность не более 40-60%. При этом следует соблюдать требования к складам для жома.

Основные требования к складам для хранения жома. Перед укладкой жома на хранение складские помещения должны быть отремонтированы. Склады проверяют на герметичность кровли, окон, дверей и вентиляционных отверстий, защищенность от проникновения в него влаги. Внутри помещения удаляют пыль со стен, потолка (стропил). Бетонированные и асфальтированные полы тщательно очищают от пыли и остатков прошлогоднего жома и дезинфицируют хлорной известью или раствором хлорамина. Все трещины и щели у стен, а также выбоины заделывают цементным раствором.

Для защиты от попадания воды снаружи склад либо окапывают канавкой по всему периметру с удобным водостоком, либо изолируют отмостками и водосточными колодцами; необходимо постоянно следить, чтобы канавы содержались в чистоте. В зимнее время снег от здания склада отгребают на расстояние не менее 2 м. На складе запрещено одновременно с жомом хранить другие продукты и материалы, нельзя также принимать там пищу.

Материал, из которого делают стены и крыши, не должен допускать конденсации водяного пара на его поверхности. Стены, собранные из готовых деталей -- бетонных или железобетонных, утепленные ячеистым бетоном, не требуют штукатурки. Стены из кирпича или блоков оштукатуривают по внутренней поверхности гладкой штукатуркой. Стены внутри склада, независимо от способа отделки, белят известью. Склад для сухого жома не отапливают. Дневное освещение обеспечивается через окна, располагаемые в верхней части продольных стен склада. Для ночного освещения применяют электрические лампочки, заключенные в герметизированную арматуру, с защитным колпаком, в противопожарном исполнении. Выключатели осветительной сети должны находиться вне склада [35].

Склады для хранения сухого жома обеспечивают необходимыми приборами с целью контроля микроклимата внутри помещений и наружного воздуха: термометрами, гигрографами, психрометрами, а также противопожарным оборудованием согласно требованиям и нормам, установленным органами противопожарного надзора.

При проектировании и эксплуатации помещений учитывают пожароопасность сушеного жома и его пыли. Вблизи складов запрещается хранить пахучие и легковоспламеняющиеся материалы и вещества. Земельный участок, предназначенный для строительства хранилища, выбирают сухим, ровным, позволяющим отводить дождевые и талые воды, а уровень грунтовых вод должен быть ниже уровня пола не менее чем на 1 м. К складам с жомом делают удобные подъезды.

Если используется не прессованный жом, то для предотвращения развития в нём патогенной микрофлоры необходимо вносить консерванты или биопрепараты. Рекомендуется вносить именно биопрепараты, так как в результате жизнедеятельности бактерий достигается не только консервирующий эффект, но и происходит увеличение кормовой ценности жома.

Для осуществления указанных рекомендаций, возможно, потребуется частичное переоснащение предприятия, а также закупка указанных химических консервантов и биопрепаратов.

2.5 Продовольственная безопасность Республики Беларусь

Составляющей частью национальной безопасности и важнейшим направлением государственной политики является продовольственная безопасность. Оптимальный уровень продовольственной безопасности положительно влияет на абсолютно всех граждан, независимо от района проживания. Продовольственная безопасность гарантирует доступ любого гражданина страны к качественным продуктам питания.

Первый раз формулировка «продовольственная безопасность» была использована в 1974 г. в Риме на Всемирной конференции, которая была посвящена продовольственным проблемам общества. Организовала конференцию Продовольственная и сельскохозяйственная организация ООН (ФАО). Обстоятельствами, которые создали почву для возникновения стали перепроизводство продовольствия и при этом массовый продолжительный голод, как в развитых странах, так и в странах третьего мира [33].

Согласно Декларации, продовольственная безопасность - это ситуация, при которой все люди в каждый момент времени имеют физический и экономический доступ к достаточной в количественном отношении безопасной пище, необходимой для ведения активной и здоровой жизни.

В доктрине продовольственной безопасности Республики Беларусь присутствует понятие «продовольственной независимости». Это понятие означает максимальную автономность и экономическую состоятельность национальной продовольственной системы при рациональном использовании отечественного агропромышленного комплекса.

Продовольственная безопасность может иметь три уровня:

- оптимистический - на этом уровне государство способно само обеспечить себя необходимым и качественным продовольствием. При этом соблюдается условие, что калорийность рациона взрослого человека не должна быть ниже 3500 ккал/день. Наличие на внутреннем рынке импортной продукции допускается на уровне 15-20%;

- недостаточный - потребности внутреннего рынка удовлетворяются не более, чем на 60%;

- критический - на данном уровне происходит ослабевание продовольственной безопасности государства, что выражается в зависимости от импорта и снижением калорийности рациона до 2800-2300 ккал/день.

Продовольственная безопасность влияет на все этапы - от производства до потребления продовольствия. В 2009 г. в определение Продовольственной безопасности были включены такие пункты:

- социальная доступность достаточного количества безопасного и питательного продовольствия для всех групп населения;

- особое внимание к проблеме получения продовольствия женщинами и детьми;

- отказ от использования продовольствия в качестве инструмента оказания политического и экономического давления.

Для решения вопросов развития производства, внешней торговли, хранения, переработки и справедливого распределения основных продуктов питания Продовольственная безопасность включает комплекс мер.

Доктрина продовольственной безопасности Республики Беларусь учитывает рекомендации Продовольственной и сельскохозяйственной организации Объединенных Наций (ФАО) в вопросе предельной доли импорта и запасов продовольственных ресурсов, и является основой для разработки нормативно-правовых актов в области обеспечения продовольственной безопасности, развития сельского и рыбного хозяйства.

Основой продовольственной безопасности страны является сельское, рыбное хозяйство и пищевая промышленность. Одна из главных задач Доктрины - отсутствие опасности у продуктов питания и пищевого сырья, описание принципов здорового образа жизни, основанных на здоровом и сбалансированном рационе. При этом данный рацион должен быть доступным для всех групп населения.

Для обеспечения качества и безопасности пищевой продукции необходимо:

- контролировать её соответствие обязательным требованиям технических регламентов Евразийского экономического союза;

- обеспечить контроль за пищевой продукцией, полученной из генно-инженерно-модифицированных растений и с использованием генно-инженерно-модифицированных микроорганизмов;

- продолжить гармонизацию международных требований, характеристик и параметров качества и безопасности пищевой продукции на основе фундаментальных исследований в области гигиены и науки о питании;

- совершенствовать организацию контроля качества и безопасности пищевой продукции, включая создание современной технической и методической базы;

- совершенствовать механизмы стимулирования производителей к выпуску пищевой продукции, отвечающей принципам здорового питания, в том числе сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия, которые соответствуют установленным экологическим, санитарно-эпидемиологическим, ветеринарным и иным требованиям;

- усилить административную ответственность производителей пищевой продукции и должностных лиц за нарушение обязательных требований к пищевой продукции, установленных в актах, составляющих право Евразийского экономического союза, и в нормативных правовых актах Российской Федерации;

- обеспечить совершенствование лабораторной базы, методологических и методических подходов, технологий, оборудования для проведения экспертиз и научно-исследовательских работ в отношении сельскохозяйственной продукции;

- развивать механизмы стандартизации с целью повышения качества пищевой продукции [34].

Оценка продовольственной безопасности осуществляется по определённой системе оценивания показателей на соответствие разработанным стандартам FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). Эти стандарты включают в себя:

- фактическое наличие продуктов;

- степень доступности продовольствия для населения;

- стабильность производства пищевых продуктов;

- предупреждение стихийных бедствий, которые могут прямо или косвенно повлиять на продовольственную безопасность;

- уровень потребления продовольствия.

Одно из важнейших мест в структуре отечественного АПК занимает свеклосахарное производство. Именно от этого сегмента зависит прибыльность всего АПК. Кроме своего основного продукта - сахара - данный подкомплекс производит ценное пищевое и кормовое сырьё - свекловичный жом. Как уже указывалось в данной работе, он является источником пектиновых волокон. А при правильном силосовании и консервации становится ценным кормом для скота.

Совершенствование механизмов функционирования свеклосахарного производства белорусского АПК позволит достигнуть значительный синергетический эффект за счёт развития свекловичной селекции и семеноводства; свеклосахарного производства и переработки побочных продуктов.

На основании изложенной информации о сути продовольственной безопасности и значения свеклосахарного производства с точки зрения АПК Беларуси можно сделать вывод, что свекловичный жом при правильной переработке занимает значительное место в безопасности АПК Беларуси и в продовольственной безопасности страны в целом.

Заключение

1) Для полного представления о технологии производства свекловичного жома и обнаружении критических этапов, на которых может произойти обсеменение было изучено современное состояние переработки свекловичного жома. Жом после выхода из диффузионного аппарата подлежит обязательному прессованию с целью частичного удаления жидкости. Жидкость направляется обратно на диффузионный процесс, а жом на дальнейшую переработку. В зависимости от того, на какой тип переработки направляется жом, различается степень его прессования. Отжим жома происходит на шнековых прессах. Установлены оптимальные параметры отжима жома. На качество влияет температура, pH отжимаемого жома, тип диффузионного аппарата, качество стружки, массовая доля сухих веществ, наличие формалина. Рассмотрены конструкции прессов для жома.

2) Рассмотрена технология сушки свекловичного жома в сушилках барабанного типа. Выявлены их преимущества и недостатки. Так, было выяснено, что температура сушки жома может достигать 800-900°С. Недостатками барабанных сушилок является невозможность интенсификации процесса сушки жома, высокая удельная металлоёмкость, сложность в изготовлении и ремонте, высокая температура отработавшего сушильного вещества, возможно сгорание некоторых частиц жома, что приводит к ухудшению качества продукта на выходе.

3) Установлена пищевая ценность свекловичного жома. Сделан вывод, что свекловичный жом - ценный кормовой продукт, который должен поступать на дальнейшую переработку на корм скоту. Также, свекловичный жом - источник низкоэстерифицированного пектина. Его содержание в жоме может достигать 50%. Установлена пищевая ценность сухого жома.

4) Установлено, что жом - это высокопитательный продукт. Содержание белка в нём составляет 0,6-4 кг перевариваемого белка. После хранения при скисании жома потери сухих веществ составляют до 30%, что является недопустимым. Также установлено, что усвояемость сухих веществ из сухого свежего жома выше, чем из кислого. Эта информация подтвердила актуальность темы данной работы.

5) Для понимания объёмов проблемы и перспективы применения разработанных в данной работе вопросов был исследован свеклосахарный сегмент АПК, а также рынок сахарной свеклы и побочных продуктов свеклосахарного производства. Было установлено, что в Беларуси показатели свеклосахарного производства выше, чем в Украине. Сделан вывод, что проблема порчи жома при существующих объёмах его производства актуальна и требует решения.

6) Определены основные факторы порчи свекловичного жома. К ним относятся физические и микробиологические. Причём, физические факторы только косвенно влияют и, в основном, от них зависит интенсивность развития патогенной и гнилостной микрофлоры. Установлено, что обсеменение происходит на технологических этапах, когда сухой жом соприкасается с окружающим воздухом. Определены критические параметры свекловичного жома при хранении. Это влажность жома на уровне 14% и влажность воздуха 90-60%.

7) Был проведён научный и патентный поиск с целью определения существующих на сегодняшний день технологий и способов обеззараживания свекловичного жома. Они могут быть физической, химической и биологической природы. Высушивание жома - основной способ его обеззараживания и создания условий для предотвращения развития опасных микроорганизмов в дальнейшем. Авторы статьи предлагали с помощью разработанной ними инновационной технологии дегидратации жома холодным воздухом снизить энергозатраты на его просушивание. Также был найден патент, в котором описывается двухэтапная сушка. Ещё одной технологией. Направленной непосредственно на обеззараживание жома является его обработка электромагнитным полем сверхвысокой частоты. Данная обработка в значительной степени снижает микробное обсеменение жома, но не приводит к полному уничтожению микроорганизмов.

8) Химическим способом консервирования и обеззараживания свекловичного жома является внесение кормовых добавок, которые содержат органические кислоты. Различаются как специализированные препараты, направленные на обеззараживание, так и кормовые добавки, которые параллельно обеззараживают жом. Фугинцидное, противомикробное действие выполняют пропионовая, бензойная, муравьиная, молочная, уксусная, сорбиновая, лимонная, янтарная, лауриновая, фумаровая и яблочная кислоты. Кроме этого используются также соли указанных кислот. Каждый из препаратов, содержащий перечисленные кислоты, выполняет также специфические функции в организме животного. Хелатные соединения и сульфаты используются для обеззараживания гранул жома и поверхности оборудования.

9) Биологические способы обеззараживания свекловичного жома связаны напрямую с его консервацией и силосованием. Для обогащение белком и витаминами в свекловичный жом вводятся бактериальные препараты, в состав которых входят чистые культуры микроорганизмов. Обычно это культуры, которые продуцируют пропионовую, молочную и уксусную кислоты. Также была найдена технология косервации жома путём внесения препарата с культурой Bacillus subtilis, дальнейшим прессованием и охлаждением на 1°С в день.

10) На основе изложенной в работе теоретической информации сделаны рекомендации по обеззараживанию и сохранению свекловичного жома.

Список использованной литературы

свекловичный агропромышленный технология

1.Паспорт. Руководство по эксплуатации ОКП РБ 35.10.12. Облучатель ультрафиолетовый бактерицидный передвижной ЗАО Ультрамедтех г. Минск 2001. - С. 10

2.Пат. 2445374 Российская Федерация, МПК C13B 10/00 Способ дезинфекции диффузионного сока, получаемого из свекловичной стружки [Текст] / Ефимов К. М., Дитюк А. И., Сапронов Н. М., Бердников А. С.; заявитель и патентообладатель Региональная общественная организация Институт экологотехнологических проблем. - № 2445374 ; заявл. 10.12.2010 ; опубл. 20.03.2012, Бюл. № 8.

3.Микрофлора, проникающая из аппаратуры / Поляков, А. И. // - 2019. - Доступ из эл. журнала: http://www.krmagazine.ru / Krahmal_med/p2_articleid/2751

4.Catheter-associated infection with a vancomycin-resistant grampositive coccus of the Leuconostoc sp. / Hardy, S. K.L. Ruoff, E. A. Catlin // Pediatr Infect Dis. - 2018. - Р. 20.

5.The Gram-positive cocci: part II: Streptococci, Enterococci, and the «streptococcus-like» bacteria. Color Atlas and textbook of diagnostic microbiology / E. W. Koneman, S. D. Alien, W. M. Janda, P. C. Schreckenberger, W. C. Winn // Philadelphia: Lippincott. - 2017. - P. 577-651.

6.Кормвая добавка на основе ассоциативной микрофлоры: технология получения и использование / А. Г. Кощаев, А. И. Петенко // Биотехнология. - 2017. - № 2. - С. 57-62.

7.ГОСТ Р 54901-2012. Жом сушёный. Технические условия

8.Петенко, А. И. Биотехнология кормопродуктов и кормовых добавок функционального назначения: учеб.-справ. пособие. В двух томах. Т. 1 ; сост. А. И. Петенко, А. Г. Кощаев. - Краснодар: КубГАУ, 2017. - 490 с.

9.Донченко, Л. В. Пектин: основные свойства, производство и применение / Л. В. Донченко, Г. Г. Фирсов. - М.: ДеЛи принт, 2017. - 276 с.

10.Родионова, Л. Я. Технология пектиносодержащих пищевых композиций функционального назначения / Л. Я.Родионова. - Краснодар, КГАУ, 2015. - 233 с.

11.Кормовая добавка на основе ассоциативной микрофлоры: технология получения и использование / А. Г. Кощаев, А. И. Петенко // Биотехнология. - 2017. - № 2. - С. 57-62.

12.Валовой сбор и урожайность свеклы сахарной: Национальный статистический комитет Республики Беларусь. - Минск, 2019. - Доступ по ссылке: https://www.belstat.gov.by/ofitsialnaya-statistika/realny-sector-ekonomiki/selskoe-hozyaistvo/selskoe-khozyaystvo/graficheskiy-material-grafiki-diagrammy/valovoy-sbor-i-urozhaynost-svekly-sakharnoy/

13.Сахарная отрасль / Белорусский государственный концерн пищевой промышленности БЕЛГОСПИЩЕПРОМ // Минск, 2019. - Доступ по ссылке: http://www.bgp.by/ru/shugar-ru/

14.Сахар и свёкла. Итоги года-2019 / Агровестник // Минск, 2020. - Доступ по ссылке: https://agrovesti.net/lib/industries/sugar-beet/sakhar-i-svjokla-itogi-goda-2019.html

15.Жом и патока - неизвестные чемпионы сахарного экспорта / Агровестник // Минск, 2020. - Доступ по ссылке: https://agrovesti.net/lib/industries/sugar-beet/zhom-i-patoka-neizvestnye-chempiony-sakharnogo-eksporta.html

16.Краткий обзор производства сахара в Украине в 2019 году / Latifundist.com // Киев, 2020. - Доступ по ссылке: https://latifundist.com/blog/read/2586-kratkij-obzor-proizvodstva-saharnoj-svekly-sahara-zavodami-ukrainy-v-2019-godu

17.Свеклосахарная отрасль Украины: Государственная служба статистика Украины. - Киев, 2019. - Доступ по ссылке: http://ukrstat.gov.ua/

18.Украина: Производство свекловичного жома в ноябре 2019 года / Sugar.Ru // Москва, 2019. - Доступ по ссылке: http://sugar.ru/node/29903

19.Свекольный жом: как не растерять питательную ценность / Milkua.info // Киев, 2018. - Доступ по ссылке: http://milkua.info/ru/post/svekolnyj-zom-kak-ne-rasterat-pitatelnuu-cennost

20.Пат. RU2192136C1 Российская Федерация, МПК A23B 7/02 Способ сушки свекловичного жома [Текст] / Рудаков Ю. И., Харин М. В., Кобрисев М. И.; заявитель и патентообладатель Харин Владимир Михайлович. - № 2 2001112208/13 ; заявл. 03.05.2001; опубл. 10.11.2002, Бюл. № 13.

21.Технология сушки свекловичного жома активным вентилированием / Черников А.М., Багликова Ю.С. // Тенденции развития современного естествознания и технических наук: Материалы конф. / Международной научно-практической конференции, Белгород, Россия, 30 октября 2017. - Белгород, 2017. - с. 106-109.

22.Kravchenko R.А., Chernikov A.M. A Technology of rational beet pulp usage. // Международный научно-исследовательский журнал. - № 03(57), часть 3. - Екатеринбург, 2017. - С. 126-128.

23.Сыроватка В. И. Машинные технологии приготовления комбикормов в хозяйствах. М., 2010. С. 118-123.

24.Долгов Г. Л., Белов А. А., Шаронова Т. В. Установка для обеззараживания комбикормов // Вестник ЧГПУ им. И. Я. Яковлева. 2013. № 4 (80). Ч. 2. С. 66-69.

25.Ихлов Б. Л., Мельниченко А. В., Ощепков А. Ю. Действие сверхвысокочастотного электромагнитного поля на микроорганизмы // Вестник новых медицинских технологий. 2017. Т. 4. №2. С. 141-146.

26.Юсупова Г. Г., Юсупов Р. Х., Пахомов В. И. Современные технологии управления процессами обеспечения качества и безопасности сырья для комбикормов // Вестник ВНИИМЖ. 2014. № 1. С. 26-31.

27.Соболева О. М., Колосова М. М., Филипович Л. А. Микробиологическая контаминация кормов и электрофизический метод её снижения // Достижения науки и техники АПК. 2018. Т. 32. № 12. С. 50-52.

28.Возможности снижения рисков микробиологического заражения при поставках свекловичного жома с применением органических кислот / Игнатьев Б. Ю. // Журнал «Сахар». - 2018. - №1. - с. 34-35

29.Амазил NA: Регистрационное свидетельство: От 26.02.2014. - Киев: Государственная ветеринарная и фитосанитарная служба Украины. - 2014. - 1 с.

30.Кормовая добавка для борьбы с сальмонеллой и кишечной палочкой / Сальмотек // Москва, 2018. - Доступ по ссылке: сальмотек.рф

31.Пат. RU2511994C2 Российская Федерация, МПК A23B 7/02 Способ сушки свекловичного жома [Текст] / Большаков В. Н., Грудинина Т. Н.; заявитель и патентообладатель Общество с ограниченной ответственностью «БИОТРОФ». - № 2012126498/13 ; заявл. 14.06.2012; опубл. 04.10.2014, Бюл. № 4.

32.Сыроватка В. И. Перспективные технологии производства комбикормов / Зоотехния. 2016. № 10. С.7-12

33.Тихомирова В. Продовольственная безопасность: сущность понятия // Вестник Российского экономического университета им. Г. В. Плеханова. Сер. Право. - 2015. - №3. - С. 123-129.

34.Чернова О.А. Продовольственная безопасность: научно-теоретические подходы к определению терминологии/ О.А. Чернова, В.Е. Степаненко// Юридический мир. - 2016. - № 10. - С. 44-48.

35.Хранение и использование свекловичного жома. Хранение сухого жома / Н. В. Колесников // ЮгАгроПром. - М., 2015. - Доступ по ссылке: http://www.ugagroprom.ru/3/.

Размещено на Allbest.ru

...