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

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

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)

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")

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