CC BY
50Тематический номер «Генетика и племенное дело»
www.agroyug.ru
Подобед Л.И., доктор с.-х. наук, профессор
ГИДРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА ЛЮПИНА ПРЕВРАЩАЕТ ЕГО В ДОСТУПНЫЙ ИСТОЧНИК ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО БЕЛКА ДЛЯ МОЛОДНЯКА ПТИЦЫ, ПОЛНОЦЕННО ЗАМЕНЯЮЩИЙ СОЮ
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 неперевари-мых 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 натив-ном 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 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 фер-
ментные 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 целью 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 экструди-рованный Концентрат люпина после гидротермической обработки
Влага, % 8,5 7,4 8,1
Сырой протеин, % 42,9 41,0 40,2
Сырой жир, % 8,88 8,19 8,26
Сырая клетчатка, % 4,35 4,32 4,2
Крахмал, % 9,9 9,4 8,6
Сахар, % 3,0 3,9 5,3
Общий пектин, % 12,9 12,77 11,2
В том числе пористый пектин, % 3,0 2,9 9,8
Степень декстрини-зации 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 «т vitrо», % 71,5 82,1 91,0
Обменная энергия, для птицы, Ккал/100 г 304 312 319,6
Данные таблицы 1 показывают, что тепловая обработка люпина существенно отражается на динамике его химического состава и питательности. Общий уровень протеина, клетчатки под действием теплового фактора меняется несущественно. Зато 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 про-париванием 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
Тематический номер «Генетика и племенное дело»
www.agroyug.ru
причиной и значительного роста энергетической питательности гидротермически 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 40,2
Фракции протеина: Водорастворимая 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 8,26
Сырая клетчатка 7,3 7,0 5,5 9,0
Аргинин 2,31 3,0 2,54 2,61
Лизин 1,96 2,58 1,72 2,18
Метионин 0,4 0,6 0,4 0,5
Треонин 1,3 1,29 1,1 1,5
Цистин 0,38 0,56 0,43 0,63
Обменная энергия, Ккал/100г 260 253 365 357
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 солераствори-мой) 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. Ма-нукян, 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 гидро-термически 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
№4 №5
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, % 4,79 4,79 4,62
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
№4 №5
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 гидро-термически 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 — 21 с.
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., Хазипов Н.Н., Губайдуллина Ф.С., и др. Производство и использование экструдированных энерго-протеи-новых концентратов в молочном скотоводстве: Справочник — Казань: Центр инновационных технологий, 2016 — 48 с.
