Тел.: +7 902 937 54 00
e-mail: termobobmich@mail.ru
ГИДРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА ЛЮПИНА
Гидротермическая обработка зерна люпина превращает его в доступный источник высококачественного белка для молодняка птицы, полноценно заменяющий сою
Подобед Л.И.-доктор с.-х. наук, профессор
Отсутствие надлежащих условий для выращивания сои в большинстве регионов Российской Федерации заставило активизировать поиск её альтернативы среди других бобовых кормовых культур. Оказалось, что в средней полосе России можно с успехом выращивать безалкалоидный люпин, схожий с соей по общему уровню сырого протеина, но не содержащий её антипитательных ферментов и аллергенных факторов. Люпин в отличие от сои не содержит растворимых но не переваримых углеводов раффинозы и стахиозы, ингибиторов трипсина, гемагглютининов.
Опыт выведения безалкалоидных сортов и прогрессивных технологий выращивания люпина в последние десятилетние убедил отечественного производителя в перспективности этой культуры и возможности создать на её основе кормовую альтернативу сое.
Но люпин, типичная бобовая культура и в нативном виде её измельчённое зерно характеризуется недостаточно высокой переваримостью питательных веществ особенно у молодняка животных и птицы. Как и у всех бобовых белок люпина- сложная полимерная структура с прочными химическими связями для расщепления которых у молодняка или нет или крайне недостаточно ферментов. Сырой люпин как и соя обладает специфическим привкусом, ухудшающим вкус и снижающим объём и скорость потребления корма даже при условии включения его в рацион в дозе 5%. В люпине очень много специфического пектина (более 12% по массе) который в организме животных и птицы собственными ферментами не переваривается. Пектин не только сам не переваривается в желудочно-кишечном тракте, его такое значительное количество затрудняет доступ к ферментов расщепляющих белки и жиры. В результате суммарное КПД питательных веществ этого корма может опуститься ниже 65%, а более 35% питательных веществ удаляться из организма с калом.
Для того, чтобы максимально извлечь все полезные питательные и биологические вещества люпина надо предпринять попытки разрушить её достаточно прочные биополимерные структуры белков и углеводов, с тем, чтобы организм не испытывал дополнительных трудностей по их расщеплению. Для молодняка птицы эту условие часто становится критическим, ибо объём ферментативной секреции желудка и кишечника первых недель жизни весьма ограничен, а обилие непереваренных остатков, поступающих в толстый кишечник вызывает чрезмерное размножение патогенной микрофлоры, являясь её пищей. Это ведёт не только к низкому КПД корма, но и расстройствам пищеварения, часто заканчивающимся значительным отходом поголовья.
Для улучшения кормовой ценности зерна люпина можно пойти двумя путями - применить ферментные препараты или воздействовать на продукт теплом в специальных режимах.
Поскольку люпин пока малораспространённая в Европе культура, подбор ферментных композиций для повышения её переваримости не выполнен в достаточном объёме, а примеров успешного их применения в практике птицеводства приведено в литературе недостаточно.
По нашему мнению, для кардинального повышения питательности зерна люпина с целю максимального извлечения из него переваримых белков, углеводов, жира и минеральных веществ молодняком птицы лучше прибегнуть к его специальной влаготепловой обработке.
Оказалось, что известные методы тепловой обработки зерновых компонентов (экструдирвание, экспандирование, микронизация) не полностью решают проблемы повышения переваримости основных питательных веществ люпина. Как уже указывалось, в отличие от сои люпин содержит достаточно много специфического пектина (до 14%), который не переварим ферментами организма птицы и в упакованном виде сдерживает скорость и эффективность пищеварения. Тем не менее, пектин это досочно полезное питательное вещество корма, которое может служить фактором активации пищеварения и средством размещения субстратов для их активного воздействия ферментами, надо только повысить его пористость и сделать проходимым для питательных веществ и ферментов. Кроме того, пористый пектин может стать хорошим средством изоляции отдельных питательных и биологически активных веществ друг от друга при движении по пищеварительному тракту. Это может исключить их взаимодействия, сохранить высокую активность и значительно увеличить эффективность действия. Традиционные методы теплового воздействия- экуструдирование, микронизация, экспандирование с такой задачей - частичного гидролиза и увеличения пористости пектина не справляются. Доказано, что они наоборот, уплотняют пектин усиливают взаимодействие между белками и углеводами. В результате активируются реакции мелоидинообразования и формируются нерастворимые комплексные соединения, неподлежащие переваримости пищеварительными соками вообще. В результате переваримость, а значит и продуктивное действие люпина возрастает не значительно.
Если тепловую обработку усилить одновременным с ней интенсивным воздействием пара, можно получить эффект «термогиролиза», который, наоборот, положительно и существенно изменит пористость пектина, не допустит серьёзной активации реакций мелоидинообразования и создаст условия для формирования гидрофильного коллоида на основе люпинового белка.
Кроме того, нами доказано, что специальной подбор режимов гидротермической обработки приводит к существенному распаду крахмала, а с ним и частично пектина люпина с образованием свободных сахаров, обладающих максимальной переваримостью и значительно улучшающих вкусовые качества полученной белковой добавки. Эффект специальной влаготепловой обработки люпина можно проанализировать из данных таблицы 1.
Таблица 1
Сравнительные характеристики химического состава кормовых продуктов переработки люпина при разной тепловой обработке
Показатели |
Нативное зерно люпина |
Люпин экструдированный |
Концентрат люпина после гидротермической обработки "Термобоб" |
|
Влага, % |
8,5 |
7,4 |
4,6 |
|
Сырой протеин, % |
36,0 |
37,0 |
39,50 |
|
Сырой жир, % |
12,30 |
9,99 |
10,20 |
|
Сырая клетчатка, % |
13,9 |
8,2 |
7,9 |
|
Крахмал, % |
17,3 |
16,8 |
16,0 |
|
Сахар, % |
3,0 |
3,9 |
4,3 |
|
Общий пектин, % |
11,9 |
11,77 |
10,2 |
|
В том числе пористый пектин, % |
3,0 |
2,9 |
9,8 |
|
Степень декстринизации крахмала, % |
11,2 |
72,3 |
88,9 |
|
Степень денатурации белка, % |
12,21 |
92,5 |
89,7 |
|
Растворимость белка в КОН |
33,9 |
30,2 |
51,4 |
|
Переваримость протеина «in vitrо», % |
71,5 |
82,1 |
91,0 |
|
Обменная энергия, для птицы, Ккал/100г |
304 |
312 |
319,6 |
Данные таблицы 1 показывают, что тепловая обработка люпина существенно отражается на динамике его химического состава и питательности. Заметно падает концентрация сырого жира, многократно увеличивается степень декстринизации крахмала и денатурации белка.
Следует заметить, что экструзия и гидротермическая обработка приводят к разным результатам воздействия по отношению к пектину и растворимости белка.
Гидротермическое воздействие обеспечивает снижение общей концентрации пектина более чем на 1,7% по сравнению с исходным люпином. При этом уменьшение содержания пектина при экструзии остаётся крайне незначительным - всего на 0,13%. Оказалось, что на фоне заметного падений общего уровня пектина, обработка теплом в сочетании с пропариванием модифицирует его свойства, в результате пористость пектина возрастает почти в три раза Это при том, что экструзия не только не повышает пористость, а даже её несколько снижает по сравнению с исходным люпином. В экструдате пектин как бы спекается, что заметно даже органолептически.
Гидротермическая обработка обеспечивает рост переваримости протеина почти до максимума -91,0%, что больше на 9% чем, при его обработке методом экструзии. Причина этого эффекта кроется в образовании на фоне интенсивного паротеплового воздействия гидрофильного коллоида, способного к быстрому и беспрепятственному взаимодействию с ферментами желудочно-кишечного тракта. Этот фактор стал причиной и значительного роста энергетической питательности гидротеримчески обработанного люпина - на 15,6 Ккал или на 5,14% по сравнению с исходным люпином. Вряд ли какой-либо ферментный препарат, применяемый в птицеводстве сейчас, сможет обеспечить такой рост концентрации энергии в корме.
Подбор режимов гидротермической обработки и обширные научно-производственные испытания позволили создать технологию производства белкового люпинового концентрата под названием «Термобоб». Эта технология обеспечивает специальную предварительную подготовку люпина белых сортов, оптимальную гидротермическую его обработку в подобранных режимах температуры и экспозиции, создание на основе гидротермической обработки специальных смесей люпина, сои, гороха.
Чтобы подойти к решению проблемы, как использовать гидротермически обработанный люпин в практике птицеводства, имеет смысл сравнить химический состав и некоторые биохимические свойства наиболее распространённых соепродуктов и термобоба (табл.2.).
Таблица 2
Сравнение химического состава и некоторых свойств белка сопродуктов и (гидротермически обработанного люпина) термобоба, % по массе
Показатели |
Соевый жмых |
Соевый шрот |
Соя полножировая |
Термобоб |
Сырой протеин |
36,0 |
46,0 |
38,5 |
39,5 |
Фракции протеина: Водорастворимя Солерастворимая Спирторастворимая Щелочерастворимая Сумма растворимых фракций Неизвлекаемый остаток |
11,1 5,89 3,9 25,14 46,03 53,97 |
5,9 2,3 0,8 28,6 37,6 62,4 |
23,2 9,2 16,4 6,0 54,8 45,2 |
35,3 28,2 8,8 3,3 75,6 24,4 |
Сырой жир |
7,0 |
1,3 |
19,4 |
10,2 |
Сырая клетчатка |
7,3 |
7,0 |
5,5 |
7,9 |
Аргинин |
2,31 |
3,0 |
2,54 |
4,26 |
Лизин |
1,96 |
2,58 |
1,72 |
2,26 |
Метионин |
0,4 |
0,6 |
0,4 |
0,91 |
Треонин |
1,3 |
1,29 |
1,1 |
1,67 |
Цистин |
0,38 |
0,56 |
0,43 |
0,15 |
Обменная энергия, Ккал/100г |
260 |
253 |
365 |
370 |
Данные таблицы 2 свидетельствуют, что по уровню содержания сырого протеина, энергетической ценности и накоплению основных незаменимых аминокислот термобоб занимает промежуточное положение между отдельными представителями кормовых соепродуктов, что даёт основание утверждать о возможности использования его в качестве адекватного заменителя соепродуктов. Опережающее накопление в термобобе легкорастворимых фракций белка (водо- и солерастворимой) при снижении более чем в два раза концентрации неизвлекаемого остатка свидетельствует об высокой удобоваримости протеина люпина и способности его усваиваться в организме птицы также и даже луче, чем протеина сои.
Опыты, выполненные учёными ВНИТИП (В.А.Манукян, Н.А.Зиновьева, Н.М.Зудина и др.) по замене соевого шрота концентратом термобоб при выращивании бройлеров, показали, что уровень соепродуктов в рационе можно понизить на 40-60% при адекватной по питательности их замене гидротермически обработанным люпином(Табл.3.).
Таблица 3
Состав и питательность рационов мясной птицы при замене соевого шрота концентратом люпина "Термобоб" (для бройлеров в возрасте 32 -39 дней)
Состав и питательность комбикорма |
Комбикорм с включением соевого шрота |
Комбикорм с включением концентрата люпина "Термобоб" |
|
ОР, содержащий 15% "ТЕРМОБОБ" |
ОР, содержащий 10% "ТЕРМОБОБ" |
||
Пшеница |
32,47 |
32,0 |
32,13 |
Кукуруза |
31 |
31 |
31 |
Шрот соевый |
25 |
10 |
15 |
Термобоб |
- |
15 |
10 |
Масло подсолнечное |
5,05 |
4,17 |
4,6 |
Рыбная мука |
3,4 |
4,5 |
4,0 |
Известняк |
1,2 |
1,12 |
1,17 |
Монокальцийфосфат |
1,8 |
1,0 |
1,0 |
Монохлоргидрат лизина |
0,17 |
0,45 |
0,34 |
Метионин кристаллический |
0,24 |
0,3 |
0.28 |
Треонин кристаллический |
0,02 |
0,1 |
0,1 |
Соль поваренная |
0,28 |
0,26 |
0,28 |
Премикс |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
Итого |
100 |
100 |
100 |
В комбикорме содержится: |
|
|
|
Обменной энергии, Ккал/100г |
320,0 |
318,9 |
319,9 |
Сырого протеина, % |
20,04 |
20,0 |
19,91 |
Сырой клетчатки, % |
7,79 |
2,79 |
2,62 |
Сырого жира, % |
2,27 |
8,62 |
8,47 |
Кальция, % |
0,9 |
0,9 |
0,9 |
Фосфора общего, % |
0,68 |
0,66 |
0,66 |
Фосфора доступного, % |
0,41 |
0,42 |
0,41 |
Выполненная замена сохранила питательность комбикорма практически полностью, несколько изменились лишь уровни ввода рыбной муки, синтетических аминокислот и понизился уровень ввода масла. Стоимость кормления птицы при такой замене снизилась на 2,4%.
Адекватность питательности рациона по всем основным показателям между группами вызвала такую же адекватность их в продуктивном действии (Табл.4.).
Таблица 4
Продуктивность, переваримость питательных веществ рациона у бройлеров при скармливании рационов с соей и при адекватной её замене гидротермически обработанным люпином ("Термобобом")
Показатели |
Комбикорм с включением соевого шрота |
Комбикорм с включением концентрата люпина "Термобоб" |
|
ОР, содержащий 15% "ТЕРМОБОБ" |
ОР, содержащий 10% "ТЕРМОБОБ" |
||
Баланс азота, г на голову в сутки |
2,63 |
2,89 |
2,79 |
Отложено азота в теле, % от принятого |
59,81 |
61,33 |
64,42 |
Переваримость протеина, % |
89,93 |
90,44 |
91,2 |
Переваримость клетчатки, % |
16,05 |
24,04 |
23,5 |
Переваримость жира, % |
76,78 |
81,21 |
80,25 |
Усвояемость сырой золы, % |
23,62 |
26,81 |
32,47 |
Переваримость БЭВ, % |
76,88 |
76,49 |
79,7 |
Живая масса в конце наблюдений, г |
1935,3 |
1941,0 |
1945,9 |
В % к контролю |
100 |
100,3 |
100,6 |
Затраты корма на 1 кг прироста, Г |
1,684 |
1,667 |
1,665 |
В % к контролю |
100 |
99,0 |
98,89 |
Данные таблицы 4 показывают замен соевого шрота на 40-60% термобобом положительно сказалась на уровне отложения азота в теле. В результате заметно повысилась переваримость протеина. Боле того, высокая растворимость в воде белков люпина обеспечила большую доступность ферментов гидролиза жира к субстратам, что повысило его переваримость на 3,37-4,43%. Введение люпина взамен части кормовых соепродуктов положительно отразилось на возможности усваивать золу рациона, а значит и улучшило минеральное обеспечение организма растущей птицы. Люпин благотворно подействовал на активность целлюлозолитической микрофлоры кишечника , что выразилось в росте переваримости сырой клетчатки на 7,45- 7,99%.
Такие изменения отложения азота и переваримости осторожно, но всё же положительно сказались на продуктивности птицы понизив затраты корма на 1 кг прироста на 1,0-1,11%.
Таким образом, мы склонны считать доказанным возможность получения реальной альтернативы кормовым соепродуктам в виде гидротеримчески обработанного люпина в составе продукта термобоб.
Термообоб обладает существенным преимуществами, как перед нативным зерном люпина, так и перед его экструдатами в силу более приемлемой тепловой обработки с образованием гидрофильного коллоида.
Гидротермическая обработка обеспечивает целенаправленные химические и физическое изменения свойств питательных веществ люпина, выражающиеся в образовании дополнительных количеств свободных сахаров, увеличении пористости пектина повышении переваримости его протеина, жира, клетчатки и улучшении усвоения минеральных веществ.
В практике кормления сельскохозяйственной птицы можно без опасения потерь продуктивности и нарушения обмена веществ заменять 40-60% кормовых соепродуктов любого состава на гидротермически обработанный люпин.
Как вариант такой замены можно применять кормовой концентрат люпина – термобоб, промышленное производство которого налажено в достаточных объёмах.
Литература
1.Гапонов.М., Мехтиев В., Менькова А, и др. Концентрат на основе люпина для бройлеров// Комбикорма, 2011.-С. 18-21.
2.Манукян В.А., Зиновьева Н.А., Зудина Н.М. и др. Отчёт по теме: «Изучение переваримости и использования питательных веществ концентрата «Термобоб» и определение в нём содержания обменной энергии,-Сергев Посад: ВНИТИП, 2014.-21с.
3.Подобед Л.И., Подобедов А.В. Полтинин А.П. Эффективно ли зерно белого люпина в составе комбикормов для животных и птицы без тепловой обработки?// www.lupin-t.ru.
4. Шакиров Ш.К., ХазиповН.Н., Губайдуллина Ф.С., и др. Производство и использование экструдированных энерго-протеиновых концентратов в молочном скотоводстве: Справочник.-Казань :Центр инновационных технологий, 2016.-48с.
СОДЕРЖАНИЕ