Использование отходов сельскохозяйственного производства для получения белково-углеводных кормовых добавок с разными функциональными свойствами Текст научной статьи по специальности «Прочие сельскохозяйственные науки»

УДК 636.087.2

В.А. Пискурева, И.А. Гнеушева, аспиранты

Н.Е. Павловская, доктор биологических наук Г.А. Игнатова, кандидат сельскохозяйственных наук ФГОУ ВПО Орел ГАУ

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ БЕЛКОВО-УГЛЕВОДНЫХ КОРМОВЫХ ДОБАВОК С РАЗНЫМИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫМИ СВОЙСТВАМИ

Показана возможность получения белково-углеводных кормовых добавок с различныгми функциональныыми свойствами из вторичныгх отходов, образующихся при переработке растительного сыгрья. Методом

биотестирования установлена токсикологическая безопасность полученныгх продуктов.

Ключевые слова: микробиологическая переработка,

растительные отходы , белково-углеводная кормовая добавка, пищевыш волокна, пектин, витамин С.

Введение. В настоящее время актуальными являются исследования по расширению ассортимента получения белково-углеводных кормовых добавок для сельскохозяйственных животных и птицы, обогащенных натуральными биологически активными веществами и витаминами на основе целлюло(осодержащих отходов сельскохо(яйствен-ного производства [7].

Качество и эффективность разрабатываемых кормовых добавок, обладающих функциональными свойствами, (ависят от природы и состава применяемых сырьевых источников. От состава правильно подобранных компо(иций экономится не только сырье, но и создается новый или усиливается имеющийся положительный биологический эффект продукта. Любое обогащение имеет характер в(аимообогащения, то есть в такой компо(иции увеличивают свою биологическую ценность все входящие в смесь компоненты, что дает возможность получать добавки, обладающие повышенной пищевой ценностью, хорошими органолептическими пока(ателями и функциональными свойствами.

Наиболее рациональным направлением выбора сырьевых источников для получения кормовых добавок с функциональными свойствами являются вторичные продукты, образующиеся при переработке растительного сырья в сельскохо(яйственном прои(водстве, в сахарной, пивоваренной, масложировой, молочной промышленности и т.д. [6].

Эти отходы богаты ценными функциональными компонентами: пищевыми волокнами, пектином,

витаминами, натуральными растительными жирами, минеральными веществами.

Целью данной работы являлось изучение химического состава и биологической ценности отходов сахарной промышленности (свекловичный жом), сельскохозяйственного производства (солома гречихи) и производства сока (тыквенное сырье) для обоснования во(можности их исполь(ования при получении белково-углеводных кормовых добавок с ра(личными функциональными свойствами.

Материалы и методика исследований. Исследование проводилось в лаборатории биотехнологии Орел ГАУ. Материалами микробиологической переработки служили

Possibility of reception of belkovo-carbohydrate fodder additives with various functional properties from the secondary waste formed at processing of vegetative raw materials is shown. The biotesting method establishes toxicological safety of the received products.

Key words: microbiological processing, vegetative waste, fibercarbohydrate fodder additive, food fibres, pectin, vitamin C.

вторичные отходы производств: солома гречихи, свежий свекловичный жом и тыквенное сырье.

Определение «сырого» протеина в сырье проводили методом Кьельдаля (ГОСТ 13496-4-93), «сырой» клетчатки - с помощью системы Fibertek 1070, «сырого» жира - по массе извлеченного сырого жира (ГОСТ 13496.15-97), «сырой» золы - по ГОСТ 26226-95, пектиновые вещества - карбозольным методом (ГОСТ 29059-91), витамина С -титрометрическим способом (ГОСТ 24556-89). Определение PB проводили фотометрическим методом на микропланшетном фотометре Multiscan EX (Вешняков, 2008). Глубину гидролиза субстрата определяли расчетным путем.

Токсичность кормовых добавок оценивали с помощью тест-организмов Tetrachimena pyriformis на стандартной питательной среде по методике [1].

Статистическая обработка выполнена с использованием программы Microsoft Office Excel.

Результаты и их обсуждение. Ценность получаемой продукции во многом (ависит от качества используемого исходного сырья. B этой связи нами были проведены исследования химического состава потенциальных сырьевых источников (солома гречихи, свекловичный жом и тыквенное сырье), которые не только повсеместно распространенны, но и характери(уются наличием широкого спектра эффективных биологически активных веществ (табл. 1).

Таблица 1 - Органический состав сырьевых источников для производства белково-углеводных кормовых добавок

Показатель Содержание в сырьевом источнике, % а.с.с.

солома гречихи свежий свекловичный жом тыквенное сырье

«сырой» протеин 2,54 4,5 6,4

«сырая» клетчатка 45,78 3,7 4,2

«сырой» жир 1,16 0,8 2,94

«сырая» зола 2,19 0,64 2,63

БЭВ, в т.ч. сахаров и крахмала 48,33 90,36 83,83

Как пока(ывают исследования, в качестве основы кормовой добавки рационально исполь(овать солому

гречихи, которая в своем составе практически не имеет витаминов, но содержит пищевые волокна (целлюло(а, гемицеллюло(а), структурирующие пищу, выводящие и( органи(ма (агря(няющие вещества (шлаки, соли ТМ).

«Сырая» клетчатка соломы гречихи (45,78%) подвергается микробной биоконверсии в углеводнобелковый кормовой продукт (содержание «сырого» протеина 18,6%, «сырой» клетчатки 26,4 %) [2].

Состав свекловичного жома и тыквенного сырья богат БАВ, но калорийность этих сырьевых источников ни(кая (содержание «сырого» протеина и «сырой» клетчатки составляет 4,5 и 6,4%, 3,7 и 4,2 % соответственно).

Свежий свекловичный жом характери(уется наличием пектиновых веществ (6,43%), которые характеризуются способностью выводить из организма ТМ, радионуклиды, улучшать всасывательную функцию толстой кишки, обладают бактерицидным действием в отношении патогенной микрофлоры и содержанием витамина С (17мг/%), [4].

Тыквенное сырье является источником витамина С (26 мг%), который характеризуется антиоксидантным, иммуностимулирующим действием и содержанием пектиновых веществ 2,1% [5].

Анали( полученных данных подтверждает возможность использования в качестве биологически активных компонентов: свежий свекловичный жом и тыквенное сырье для получения белково-углеводной добавки с ра(личными функциональными свойствами на основе соломы гречихи.

Обогащение соломы гречихи функциональными компонентами (пектиновыми веществами, витамином С) проводили на стадии ферментативного гидроли(а экспериментальных субстратов в соотношении 1:1 -солома гречихи и свежий свекловичный жом, солома гречихи и тыквенное сырье.

Ферментативный гидроли( 10%-ных водных суспен(ий экспериментальных субстратов проводили

0,5% раствором целловиридина Г20х с исполь(ованием дополнительной механической обработки и с внесением этой же до(ы фермента в реакционную смесь через 2 часа при рН 5,0, I - 50оС, при постоянном перемешивании реакционной среды со скоростью 150-200 об./мин. [3].

Эффективность ферментативного гидроли(а представлена в таблице 2.

Таблица 2 - Эффективность ферментативного гидролиза 10%-ных водных суспензий экспериментальных субстратов

Солома гречихи + свежий свекловичный жом Солома гречихи + тыквенное сырье

массовая доля рв, % глубина гидролиза, % массовая доля рв, % глубина гидролиза, %

14,15 92,4 18,2 94,3

Содержание РВ в экспериментальных субстратах 14,15 и 18,20% соответственно, позволяет использовать эти ферментализаты для инокуляции дрожжей и получения белково-углеводных кормовых добавок с различными функциональными свойствами.

Обогащение микробным протеином проводили культивированием дрожжей Saccharomyces cerevisiae

на полученных ферментализатах при рН 5.0, I - 30оС, постоянное перемешивание реакционной среды со скоростью 500 об./мин и аэрации до начала стационарной фа(ы [8].

Пока(атели гетерофа(ного глубинного

культивирования дрожжей на ферментативных гидроли(атах представлены в таблице 3.

Таблица 3 - Показатели процесса гетерофазного культивирования дрожжей на экспериментальных ферментативных гидроли(атах

Показатели Солома гречихи + свежий свекловичный жом Солома гречихи + тыквенное сырье

концентрация РВ (нач/кон), г/л 14,15 / 1,6 18,2 / 1,2

потребление РВ,% 88,6 93,4

Содержание в сухом продукте

«сырой» протеин, % а.с.с. 21,4 26,8

«сырая» клетчатка, %, а.с.с. 24,3 24,9

пектиновые вещества, % 7,0 2,9

витамин С, мг% 23,4 32

Были получены белково-углеводные продукты с содержанием «сырого» протеина 21,4 и 24,3% а.с.с., «сырой» клетчатки 26,8 и 24,9% а.с.с. Сухой продукт и( соломы гречихи и свежего свекловичного жома в своем составе содержит 7,0 % пектиновых веществ, витамина С 23,4 мг%, а продукт из соломы гречихи и тыквенного сырья - 2,9% пектиновых веществ и витамина С 32 мг%.

Оценку токсичности полученных белковоуглеводных кормовых добавок проводили чере( 1, 24, 72

ч. По морфофизиологическому состоянию ТеЦасЫшепа ругШэш^. Данные приведены в таблице 4.

Таблица 4 - Оценка токсичности полученных белковоуглеводных кормовых добавок

Продукт Время экспонирования

1 час 24 часа 72 часа

Солома гречихи + свежий свекловичный жом Живые, морфоло гических изменен ия нет Живые, без изменений Живые, активные, увеличение числен- ности

Солома гречихи + тыквенное сырье

Методом биотестирования установлена

токсикологическая безопасность полученных белково-углеводных кормовых добавок, о чем свидетельствует интенсивное накопление

численности и активности инфузорий в течение 72 часов экспонирования образцов.

Выводы. Сырьевые ресурсы Орловской области, доступность технологии получения белковоуглеводных кормовых добавок и( вторичных отходов, образующихся при переработке растительного сырья, определяют перспективу обеспечения отечественного кормопроизводства этими относительно дешевыми, высокоэффективными добавками для сельско-

хозяйственных животных и птицы.

Показана возможность получения белковоуглеводных кормовых добавок с функциональными свойствами из соломы гречихи и свежего свекловичного жома («сырой» протеин 21,4%, «сырая» клетчатка 24,3%, пектиновые вещества 7,48%), соломы гречихи и тыквенного сырья («сырой» протеин 26,8%, «сырая» клетчатка 24,9%, пектиновые вещества 2,9%, витамин С 32 мг%).

Методом биотестирования установлена

токсикологическая бе(опасность полученных белково-углеводных кормовых добавок.

Литература

1. Ose, Y. Testiny for the toxicity of chemical with Tetrachimena pyriformis [ТехЦ/ Y.Ose, T. Sato // Scins of total Environment, 1985, v. 43, P.149-157.

2. Гнеушева, И.А. Биотехнологические методы

обработки растительного сырья [Текст]/ И.А.Гнеушева, Н.Е. Павловская // «Инновационный потенциал молодых ученых - АПК Орловской области». Сборник материалов региональной научнопрактической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов, посвященной 35-летию Орловского государственного аграрного

университета. - Орел: Изд-во Орел ГАУ, 2010. - с. 6668.

3. Голязимова, О.В. Механическая активация ферментативного гидролиза лигно целлюлозы [Текст]/ О.В .Голязимова, А.А.Политов, О.И. Ломовский // Химия растительного сырья, 2009. - №2. - С. 59-63.

4. Колесников, Н.В. Хранение и использование свекловичного жома [Текст]/ Н.В. Колесников. - М.: Россельхозиздат, 1980. - 155 с.

5. Кощаев, А.Г. Биотехнология производства и применение функциональных кормовых добавок для птицы: автореф. дисс...доктора биол. наук. [Текст]/ А.Г. Кощаев. - Краснодар, 2008.

6. Перегудов, С.И. Микробиологическая переработка растительных отходов [Текст]/

С.И. Перегудов // Комбикорма. - 2005. - №2.

7. Трофимов, А.Н. Получение углеводнобелкового корма на основе соломы [Текст]/ А.Н. Трофимов // Эффективные корма на кормление. - 2007. - №2. - С .46.

8. Цугкиева, Е.Б. Разработка основ технологии

комплексной переработки стевии: автореф.

дис.канд. биол. наук [Текст]/ Е.Б.Цугкиева. - М., 2007.

УДК 633.12:631.527

А.Н. Фесенко, доктор биологических наук И.Н. Фесенко, кандидат биологических наук И.А. Г уринович

ГНУ Всероссийский научно-исследовательский институт зернобобовых и крупяных культур РАСХН

«ЭВОЛЮЦИОННЫЙ» МЕТОД ОТБОРА НА ПОВЫШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ГРЕЧИХИ ПОСЕВНОЙ К ИНБРИДИНГУ

Рассматривается разработанный метод селекции гречихи на инбредную жизнеспособность, который менее трудоёмкий, чем традиционная оценка инбредныгх линий по продуктивности и гибридизации лучших линий. Установлена перспективность использования в скрещиваниях популяций гречихи с повышенной инбредной жизнеспособностью для длительного поддержания гетерозиса.

Ключевыге слова: гречиха, инбредная депрессия.

Повышение устойчивости к инбредной депрессии при систематической селекции, как и проявление гетеро(иса при скрещивании самоопыленных линий служит основой гетеро(исной селекции многих культур [1]. Селекция на повышение продуктивности инбредных линий - очень трудоёмкий процесс: по приблизительным оценкам с 1910 до 1939 г. было получено около 100000 линий кукурузы, которые прошли не менее чем 3-летнее испытание, а (а полвека после 1939 г. было получено и испытано более 1000000 линий [2]. Применение в селекции нашли только 0,01-0,1% линий. Во(росшая продуктивность инбредных линий сделала экономически эффективным исполь(ование в прои(водстве простых гибридов [2, 3]. В то же время, депрессия урожайности у гибридов второго поколения сни(илась не(начительно: урожайность гибридов Б2 относительно гибридов Б! составила 72,2% для гибридов 30-х годов и 65,3% для гибридов 70-х годов [3]. Причина этого, видимо, в том, что селекция гибридов проводилась путём отбора на специфическую комбинационную способность. Для

The method of selection of buckwheat on inbreeding viability is developed, which is simpler, than a traditional method of an estimation of inbreed lines productivity and hybridization of the best lines. Perspectives of hybridization beetwen buckwheat populations with the increased inbreed viability to obtain long maintaining heterosis are shown.

Key words: buckwheat, inbreeding depression.

гречихи наибольшее значение имеет общая комбинационная способность компонентов популяции [4], поэтому отбор на высокую устойчивость к инбредной депрессии (т.е. на наличие благоприятных доминантных аллелей) должен сопровождаться ростом продуктивности

межлинейных гибридов.

Нами были изучены различные методы селекции гречихи на повышение устойчивости гречихи к инбредной депрессии и во(можности исполь(ования их в селекции на повышение урожайности.

Материалы и методика исследований

В качестве исходного материала для самоопыления были в(яты растения гибрида между сортом Молва и формой Гд11, несущей ген гомостилии дикого автогамного вида гречихи F.homotropicum («исходная» популяция) [5]. 4

наиболее продуктивные линии I6 были скрещены для формирования «улучшенной» популяции, и( которой были (аложены линии второго цикла самоопыления. Обе популяции пересевались в 1999-2001гг и ежегодно из них для изучения урожайности отбирали

Вестник Орел Г Ay

№6(27)

декабрь 2010

Теоретический и научно-практический журнал. Основан в 2005 году

Учредитель и издатель: Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Орловский государственный аграрный Университет»_____________________________________________

Редакционный совет: Парахин Н.В. (председатель) Амелин А.В. (зам. председателя) Астахов С.М.

Белкин Б.Л.

Блажнов А.А.

Буяров В.С.

Гуляева Т.И.

Гурин А.Г.

Дегтярев М.Г.

Зотиков В.И.

Иващук О.А.

Козлов А.С.

Кузнецов Ю.А.

Лобков В.Т.

Лысенко Н.Н.

Ляшук Р.Н.

Мамаев А.В.

Масалов В.Н.

Новикова Н.Е.

Павловская Н.Е.

Попова О.В.

Прока Н.И.

Савкин В.И.

Степанова Л.П.

Плыпун С.А. (ответств. секретарь) Ермакова Н.Л. (редактор)

Адрес редакции: 302019, г. Орел, ул. Генерала Родина, 69. Тел.: +7 (4862) 45-40-37 Факс: +7 (4862) 45-40-64 E-mail: nichо[email protected] Сайт журнала: http://ej.orelsau.ru Свидетельство о регистрации ПИ 9ФС77-21514 от 11.07. 2005 г.

Технический редактор Мосина А.И. Сдано в набор 16.12.2010 Подписано в печать 28.12.2010 Формат 60х84/8. Бумага офсетная. Гарнитура Таймс.

Объём 18,5 усл. печ. л. Тираж 300 эк(. Издательство Орел ГАУ, 302028, г. Орел, бульвар Победы, 19. Лицензия ЛР9021325 от 23.02.1999 г.

Журнал рекомендован ВАК Минобрнауки России для публикаций научных работ, отражающих основное научное содержание кандидатских и докторских диссертаций

8

12

49

Содержание номера

Научное обеспечение устойчивого развития АПК и сельских территорий Прока Н.И., Полухин А.А., Страшко И.В. Эффективность использования ресурсного

потенциала сельского хозяйства Орловской области....................................... 2

Родионова О.А. Управленческий и эмпирический подходы к интеграции в

агропродовольственном секторе экономики.............................................

Ляхова М.О., Сафронов В.В. Диверсификация экономики регионов как фактор их

социально-экономического развития......................................................

Ефименко А.Г., Климова Ю.Е. Оценка коммерческих рисков в организациях АПК............... 15

Парахин Ю.Н. Анализ и оценка программ страхования аграрного сектора США................ 20

Воеводская Е.О. Развитие денежно-кредитного регулирования на современном этапе......... 24

Кружкова И.И. Биологические активы как объект российского учета и учета по

международным стандартам............................................................... 29

Ключников П.И. Проблемы и стратегические направления молодежной жилищной политики

в России............................................................................... 33

Волобуева Т.А. Проблемы развития малого бизнеса на селе................................ 35

Уварова М.Н. Развитие кооперации личных подсобных хозяйств на современном этапе........ 39

Кононов В.М., Терновых К.С., Терновых В.К. Формирование автоматизированной системы

бюджетного планирования на сельскохозяйственном предприятии........................... 41

Ловчикова Е.И., Бычкова С.И. Разработка механизма эффективного стратегического

управления региональным АПК на основе кластерного анализа............................... 45

Резвяков А.В. Методическое обеспечение процесса регионального стратегического индикативного

планирования.......................................................................

Аюбов Н.А. Развитие контроля за целевым и эффективным использованием средств в

бюджетных организациях..................................................................53

Полтарыхин А.Л. Реализация кластерного подхода в рамках продуктовых подкомплексов

системы АПК региона.................................................................... 57

Сидоренко О.В., Гуляева Т.И. Прогнозирование урожайности зерновых культур в

Орловской области...................................................................... 64

Сушкова Т.Ю. Законодательное и организационное обеспечение инвестиционной

деятельности в Ульяновской области..................................................... 69

Барбашин А.И., Петрухина М.М. Производственные типы специализированных хозяйств в

региональном картофелеводстве.......................................................... 71

Научное обеспечение развития животноводства Оксанич Н.И., Наумкин А.В. Тенденции и перспективы развития отраслей животноводства Гуляева Т.И., Трясцина Н.Ю. Состояние и перспективы развития молочного скотоводства и

рынка молока.......................................................................

Буяров В.С., Буяров А.В., Ветров А.А. Ресурсосберегающие технологии в молочном

скотоводстве Орловской области......................................................... 85

Шендаков А.И. Оценка эффективности отбора скота чёрно-пёстрой породы по молочной

продуктивности.....................................................................

Самусенко Л.Д. Молочная продуктивность голштинизированных черно-пестрых коров в

зависимости от генотипа и линейной принадлежности..................................

Лещуков К.А., Мамаев А.В. Биотехнология прижизненного формирования качества

продуктов животноводства...........................................................

Масалов В.Н., Сеин О.Б., Сеин Д.О. Исследование фолликулогенеза у свиней и коров с

использованием фистул.................................................................. 106

Пискурева В.А., Гнеушева И.А., Павловская Н.Е., Игнатова Г.А. Использование отходов сельскохозяйственного производства для получения белково-углеводных кормовых добавок с

разными функциональными свойствами..................................................... 109

Научное обеспечение развития растениеводства Фесенко А.Н., Фесенко И.Н., Гуринович И.А. «Эволюционный» метод отбора на

повышение устойчивости гречихи посевной к инбридингу................................... 111

Лазарева Т.Н., Бобков С.В. Электрофоретический анализ запасных белков семян

межвидовых скрещиваниях гороха.......................................................

Ковтун В.И., Ковтун Л.Н. Селекция сортов озимой пшеницы разной интенсивности на юге России 119 Макаркина М.А., Янчук Т.В., Князев С.Д. Селекция смородины черной на повышенное

содержание в ягодах растворимых сухих веществ.....................................

Титов В.Н., Дыкань А.В. Агроэкологическая оценка приемов адаптивной технологии

возделывания многолетних овощных культур..........................................

Павловская Н.Е., Г агарина А.Ю. Индуцирование апоптоза в проростках гороха........... 128

Амелин А.В., Кузнецов И.И., Зайцев В.Н. Особенности начального роста у разных

сортотипов сои......................................................................

Эксплуатация се льскохозяйственных машин и безопасность труда в АПК Котельников В.Я., Мотин Д.В., Овчаров Ю.Н., Котельников А.В. Мониторинг и оценка

технико-экономических показателей сепарирующих машин...................................

Яровой В.Г., Шарапов А.П. Расчет оптимальных упругодемпфирующих параметров шины

как звена силовой передачи трактора...................................................

Пантюхин А.И., Кузнецов А.Л., Баранов Ю.Н. Количественная оценка надежности

человека в системах “человек — машина”.............................................

Черкасов А.Ю. Методика гармонизации системы «оператор-машина-среда» на основе

антропометрического анализа........................................................

Шестаков Ю.Г., Хуснутдинов И.А., Визиренко А.Ф., Лактионов К.С., Зубова И.И., Макеева С.В., Полехина Е.В. Система обучения безопасности труда в АПК.................. 145

74

81

93

101

103

116

122

125

131

134

136

139

141

© ФГОУ ВПО Орел ГАУ, 2010