Оренбургские ученые с помощью ультразвука превращают отходы в корм

Оренбургские учёные готовятся внедрить новое поколение ценных кормов.

Это немного напоминает сюжет культового фантастического фильма конца восьмидесятых, герои которого при помощи машины времени оказываются в 2015 году и буквально теряются в новом мире скейтолётов и супергаджетов. Интересно, а что бы сказал док Эмметт Браун, если бы увидел, как старый-добрый ультразвук превращает абсолютно не пригодные отходы, вроде древесных опилок, соломы, бумаги или жмыха, в полноценный корм для животных?

2015-й год уже на носу, и не так давно проект по разработке такого корма, над которым работает команда молодых учёных Оренбургского госуниверситета, получил международное признание на нижегородской ярмарке инноваций.

Основной исполнитель проекта - доцент кафедры пищевой биотехнологии ОГУ Артём Быков открыл несколько секретов этой ультразвуковой кухни.

Диетические свойства

Первая основательная научная работа Артёма Быкова была посвящена утилизации отходов пищевой промышленности и их переработке. После защиты кандидатской диссертации он познакомился с директором Всероссийского научно-исследовательского института мясного скотоводства Сергеем Мирошниковым, который и стал научным наставником при разработке инновации, о которой пойдёт речь.

- Научный проект «Технология получения кормовых продуктов с использованием инновационных подходов к обработке растительного сырья и отходов АПК» разрабатывается в течение пяти лет и уже близится к завершению, - говорит Артём Владимирович. – Над этим трудятся семеро разнопрофильных специалистов, что позволяет проводить исследования сразу в нескольких отраслях науки. В начале пути мы хотели получить продукт на основе отходов агропромышленного комплекса, к примеру опилок, соломы, бумаги, различных жировых компонентов типа подсолнечного фуза и так далее. Словом, всего, что остаётся на агропромышленном производстве в большом количестве и мало пригождается в комбикормовой промышленности. Из этого при самых минимальных затратах можно получать высокопитательные корма.

Учёные стали думать, как без применения химических реагентов сохранить природные компоненты продукта и предотвратить образование каких-либо токсичных отходов.

После пилотных экспериментов они обнаружили, что идеальным инструментом является применение ультразвука, который все привыкли применять для УЗИ. И нашли частоты, позволяющие изменять химический состав продукта, увеличивая при этом биологическую доступность, питательность компонентов.

- Данные продукты мы получали путём воздействия ультразвука в режиме кавитации на жировые, целлюлозосодержащие компоненты, а также выжимки плодо-овощного сырья остающихся после изготовления соков, - поясняет Артём Владимирович. – Отходы, о которых идёт речь, содержат огромное количество трудноперевариваемых углеводов, клетчатки и жиров. А с использованием ультразвука [разумеется, со специфическими добавками, тайну которых я пока не могу раскрыть] мы разрушаем эти цепочки. Вследствие этого животному уже не нужно тратить энергию на переваривание. Мы уже экспериментально доказали, что при вскармливании стандартными кормами с частью нашей пищевой добавки процентов на 10-15 улучшается качество кислотно-жирового состава мяса.

Данная технология имеет несколько патентов: на состав, способ получения продуктов и кормления животных. Около десяти экспериментов уже проведено на птице бройлера на базе университетского вивария, так называемой лаборатории, позволяющей производить научные испытания на животных.

- Мы обнаружили, что по сравнению с традиционными кормами увеличивается выход готовой мясной продукции. Мало того, при вскармливании жировыми продуктами химический состав отходов практически не изменялся, зато увеличивался состав полезных жиров в мясе птицы. Иными словами, возросли его диетические свойства.

Учёные хотят пойти дальше и разработать ультразвуковую установку для фермеров, чтобы они могли использовать её самостоятельно. Крупные предприятия могут себе позволить решить проблему с утилизацией, а вот в малых крестьянско-фермерских хозяйствах компактная установка, позволяющая перерабатывать отходы, очень пригодится.

Будущее - за ультразвуком

Принципиально новое в данной разработке - способ воздействия на растительное сырьё и отходы, а также полученные продукты, применяемые в животноводстве.

- Мы не являемся нобелевскими лауреатами, подобные исследования проводятся, - говорит учёный. - Существует два вида кавитации – ультразвуковая и гидродинамическая. Другие авторы для животноводства применяют в основном последнюю, но она трудно управляема и не производит таких глубинных изменений в составе сырья. А практических наработок в области ультразвуковой кавитации пока что очень мало.

Оренбургские учёные представляли эту технологию на нижегородской выставке в рамках международного бизнес-саммита, где она была удостоена бронзовой медали.

Кроме того, проект дважды получал стипендии губернатора Оренбургской области. В этом году он выиграл областной грант, который предоставляет министерство образования области в размере одного миллиона рублей.

- Всё приобретённое оборудование позволяет нам сегодня проводить более глубокие исследования, - отмечает Артём Быков. - В лаборатории мы получаем биохимический анализ крови, физико-химический анализ получаемой продукции, а также сами продукты, используя ультразвуковой диспергатор. Неоценимую помощь в нашем деле оказывает институт мясного скотоводства.

Разработчики инновационной технологии уже сегодня планируют сотрудничать с сельхозпредприятиями. Ряд экспериментов они планируют провести на крупном рогатом скоте. А в рамках последнего гранта закупают дополнительное оборудование для того, чтобы увеличить количество выхода готового продукта и использовать его в полупромышленных масштабах. Пока что ультразвуковой диспергатор позволяет лишь проводить эксперименты в рамках вивария.

- Мы завязываем новые знакомства с малыми фермерскими хозяйствами области для того, чтобы они позволили нам уже в производственных масштабах проверить влияние кормовой добавки на животных в естественных условиях. В ближайшее время надеемся, что в течение этого года завершим разработку технологии. После планируем получить грант на создание уникальной лаборатории, которая будет расширять горизонты данного исследования.

Выйти за рамки проекта учёным всё же удалось пораньше. Магистрантка Артёма Быкова Эльмира Халитова уже сегодня, используя данную технологию, получает высококонцентрированные экстракты из растительного сырья с последующей рекомендацией для изготовления витаминизированных напитков и хлебобулочных изделий.

- То есть данную идею мы пытаемся апробировать как в пищевой отрасли, так и в комбикормовой промышленности. Получается, что в ходе испытаний находятся новые возможности этой технологии. Мы уверены, что именно за ней – будущее. Сегодня как никогда востребована утилизация отходов и переработка дешёвого сырья в кормовые продукты высокой питательности.

- И всё-таки не совсем ясно, что может быть полезного в древесных опилках? – интересуюсь у исследователя.

- Опилки содержат целлюлозу, как и бумага, пшеничные отруби, жмых. Это вспомогательный материал, который используется в строгих пропорциях.

- Как бумага в колбасе?

- Уверяю Вас, в колбасе бумаги нет, - смеётся Артём Владимирович. - Это миф. Там используются многие добавки, но не бумага.

Ещё один проект с использованием ультразвука выполняется на факультете пищевой биотехнологии и инженерии, в разработке которого участвует и Артём Быков. Под руководством декана факультета Владислава Короткова учёные с применением всё того же ультразвука производят пектин из растительного сырья.

- Вот здесь уже есть заинтересованные стороны, которые обещали выделить нам около шести миллионов рублей на создание лаборатории. В мире существует всего четыре завода, производящих пектин, в России же пока нет ни одного. А добавка Е-440 очень необходима в пищевой промышленности, медицине, при добыче нефти и газа, поэтому требуется в огромных количествах. Технология остаётся та же, только из растительного сырья при помощи ультразвука извлекается биологически активное вещество - пектин.