CC BY
72
УДК 631.53.027 DOI 10.52231/2225-4269_2021_3_155
Исследования химического состава про-рощенных семян зерновых культур
Щекутьева Наталья Александровна, кандидат
сельскохозяйственных наук, доцент кафедры растениеводства, земледелия и агрохимии
e-mail: natasha_k.08@mail.ru
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Вологодская государственная молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»
Фоменко Полина Анатольевна, старший научный сотрудник отдела кормов и кормления
e-mail: sznii@list.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вологодский научный центр Российской академии наук» (ВолНЦ РАН)
Богатырева Елена Валерьевна, старший научный сотрудник отдела кормов и кормления
e-mail: sznii@list.ru
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вологодский научный центр Российской академии наук» (ВолНЦ РАН)
Ключевые слова: зерновые культуры, проращивание, химический состав зерна, питательная ценность, кормление.
Аннотация. В зимний период стойлового содержания животные испытывают острый недостаток биологически активных соединений -гормонов, ферментов, витаминов.
Одним из наиболее доступных, дешевых и эффективных способов устранения их дефицита является включение в рацион животных пророщенного зерна, так как в процессе проращивания активизируются ферментные системы и происходит расщепление сложных биологически активных веществ на простые, легко усвояемые животными. В статье приведены исследования химического состава натуральных и пророщенных семян зерновых культур - пшеницы, ржи, тритикале, ячменя. В результате проведенных опытов установлено, что процесс проращивания положительно влияет на химический состав зерновых культур.
Введение
Проблема повышения производства молочной продукции является первоначальной в области агропромышленного комплекса. В молочном животноводстве Вологодской области важным вопросом является дальнейшая интенсификация производства, направленная на увеличение генетического потенциала продуктивных качеств пород и создание условий его реализации за счет улучшения кормления животных [1, 2].
В условиях рыночной экономики сельскохозяйственные предприятия стремятся снизить расходы на производство. Усовершенствование животноводческой отрасли напрямую связано с состоянием кормовой базы. Большая часть затрат на производство продукции приходится на получение кормов высокого качества (65-75 %). Состав и питательная ценность рационов не всегда отвечает физиологическим потребностям молочного стада [3, 4, 5].
Несовершенство применяемых технологий заготовки и хранения кормов является одной из основных причин недостатка витаминов и других биологически активных веществ в рационах животных в стойловый период, что влечет за собой нарушение физиологических и, в частности, воспроизводительных функций животных, в следствие чего наблюдается снижение их продуктивности, уменьшение выхода телят на 100 коров и т. д. [6, 7].
Современные технологии производства продукции животноводства предполагают содержание животных в производственных помещениях без выгула, с изоляцией от окружающей среды. Поэтому необходимые для роста и развития питательные вещества животные получают вместе с кормами. Следует отметить, что в ходе естественного развития животные использовали в своем рационе питательные вещества, содержащиеся в зеленом корме. В то же время при кормлении животных концентрированными кормами с преобладанием комбикорма ощущается недостаток витаминов и микроэлементов [8, 9].
Одним из доступных и недорогих источников витаминов, микро-и макроэлементов является пророщенное зерно. В процессе проращивания активизированные ферменты зерна превращают сложные питательные вещества в простые соединения, легко усвояемые в организме животных [10, 11].
По данным многих ученых, при проращивании в зерне повышается содержание макро- и микроэлементов, каротина, витаминов А, С, Е. При добавлении в комбикорма пророщенного зерна улучшается их поедаемость, повышается усвоение питательных веществ [12].
Таким образом, пророщенное зерно по своим биохимическим
процессам и преобразованию веществ представляет определенную ценность в кормлении животных [13].
Одной из проблем при использовании пророщенного зерна является ограниченный срок хранения, т. к. при хранении пророщенного зерна влажностью свыше 50% более 1,5-2,0 ч происходит покрытие плесенью и загнивание. Поэтому выдавать пророщенное зерно необходимо в кратчайшее время [14, 15].
При этом остается проблема получения и сохранности пророщенного зерна без ущерба для его уникальных свойств. В связи с этим актуальными являются исследования, направленные на подбор количественного и качественного состава пророщенного зерна.
Научная новизна заключается в исследовании изменений в химическом составе исходного зерна и при проращивании.
Цель работы - изучить химический состав зерна пшеницы, ячменя, тритикале и ржи до и после подготовки к скармливанию (проращиванием).
Материал и методы исследования
В качестве объектов исследований использовалось сухое зерно яровой пшеницы (сорт Сударыня), ячменя (сорт Сонет), тритикале (сорт Гребешок), озимой ржи (сорт Былина).
Благоприятному течению процесса проращивания способствуют условия внешней среды. Так, температура воды для замачивания зерна должна составлять не более +10 +200С, температура воздуха + 10 +150С, слой зерна в растильнях не более 2 см.
Семена зерновых культур замачивали в течение восьми часов, а затем набухшее зерно влажностью 40-45% раскладывали в растильни с перфорированным дном в трехкратной повторности для получения проростков в течение 5 суток.
Лабораторные опыты по проращиванию зерна и анализ по изучению его химического состава и питательности проводили в аналитической лаборатории СЗНИИ молочного и лугопастбищного хозяйства в 2021 году. Для изучения химического состава пророщенное зерно тщательно перемешивали и брали необходимые навески для анализа (200 г). Качественные показатели определяли в соответствии с ГОСТами: общий азот по Къльдалю (ГОСТ 13496.2-91); влажность - высушиванием навески до постоянного веса при температуре 105 0С; водорастворимые углеводы - по Бертрану (ГОСТ 26176-84); зола - сухим озолением в муфельной печи при температуре 450-500 ос (ГОСТ 26226-95); обменную энергию, кормовые единицы - расчётным путём (Рекомендации ВНИИ кормов, 1990 г., рекомендации БелНИЖ применительно к формуле Аксельсона), жир - по Сокслету (ГОСТ 13496.15-97), каротин (ГОСТ 13496.17-2019) [16].
Результаты исследований
Исследования включают подбор сырья и оценку его пищевой ценности с точки зрения содержания в нем основных компонентов зооанализа.
В прорастающем зерне в лабораторных условиях происходят те же биохимические и физиологические процессы, что и при естественном проращивании его в почве.
В результате протекающих биохимических процессов в пророщенном зерне происходит расщепление всех высокомолекулярных соединений (крахмала, белков) в низкомолекулярные вещества, которые используются для питания зародыша.
С целью выявления оптимального по питательным и энергетическим показателям состава кормов исследовано и пророщенное зерно различных зерновых культур (табл. 1).
Таблица 1 - Химический состав и питательность сухого и пророщенного зерна.
Ячмень Пшеница Рожь Тритикале
о н Проро-щенное зерно о н Проро-щенное зерно о н Проро-щенное зерно о н Проро-щенное зерно
Показатель и е т и о X > и р е т и о X > и р е т и о X > и р е т и о X > и
Сухое вещество, г 869,7 299,00 889,1 381,11 852,3 316,01 868,07 296,37
Обменная энергия, МДж 10,39 3,55 10,69 4,72 9,86 3,85 10,24 3,49
Кормовые единицы, кг 1,04 0,33 1,07 0,46 0,98 0,37 0,99 0,33
Сырой протеин, г 97,66 41,32 115,85 56,78 79,26 45,97 131,07 44,98
Сырой жир, г 22,17 12,07 20,18 19,74 20,11 8,05 20,83 10,90
Сырая клетчатка, г 73,14 9,95 49,87 16,19 33,58 14,03 19,96 11,58
Сахар, г 54,53 60,99 58,59 72,02 46,87 49,86 53,12 98,48
Крахмал, г 412,75 85,81 445,61 86,85 441,49 79,95 423,53 70,21
БЭВ, г 649,40 226,04 679,98 277,40 703,23 237,44 568,58 215,22
Зола, г 27,91 9,98 23,20 11,12 16,10 14,72 15,62 13,89
Содержание нутриентов зерновых подвержено большим
колебаниям в зависимости от многих факторов: сорта, климатических условий произрастания, агрохимических условий возделывания и пр. По химическому составу зерновки всех злаков относятся к группе крахмалистого растительного сырья, так как усвояемые углеводы в них в основном представлены крахмалом и содержат его в диапазоне от 412,75 г (ячмень) до 423,53-445,61 г (оставшиеся зерновые).
Белки - наиболее ценный компонент корма, они участвуют в важнейших функциях организма: построении клеток, тканей и органов, образовании ферментов и большинства гормонов; формируют соединения, обеспечивающие иммунитет к инфекциям, а также являются незаменимыми пищевыми веществами.
Из таблицы 1 видно, что значительное количество белка содержится в тритикале - 131,07 г, меньше белка содержат пшеница и ячмень, меньше всего белка во ржи - 79,26 г.
Жиры, также как и белки, являются важнейшими компонентами корма, которые в свою очередь отвечают за построение органов и тканей, клеточных и субклеточных мембран, а также несут энергетическую функцию.
Жиры или липиды содержатся в рассматриваемых культурах в интервале от 20,11 до 22,17 г (см. табл. 1). Наибольший уровень содержания липидов отмечается в зерне ячменя.
В результате опыта наблюдается увеличение содержание сахара от 2,99 до 45,36 г. Значительное повышение сахара отмечается в зерне тритикале.
Общее содержание минеральных веществ, остающихся после полного сгорания в виде золы, колеблется для разных культур от 15,62 до 27,91 г.
Исследования химического состава показали, что при прорастании зерна содержание сухого вещества в нем уменьшается в 2,33-2,92 раза, что приводит к уменьшению содержания в пророщенном зерне сырого протеина, жира, клетчатки, БЭВ, зольности.
Однако ценность пророщенного зерна состоит в том, что при прорастании значительно увеличивается содержание каротина (табл. 2).
Таблица 2 - Количественное содержание каротина в сухом и пророщенном зерне различных зерновых культур.
Вид корма Содержание каротина в натуральном зерне, мг/кг Содержание каротина в пророщенном зерне на пятые сутки, мг/кг
Ячмень 0,63 9,96
Пшеница 0,91 11,70
Рожь 0,72 10,33
Тритикале 0,81 11,11
По данным таблицы видно, что в пророщенном зерне в отличие от сухого увеличивается содержание каротина. В пророщенном зерне пшеницы содержание каротина возросло до 11,70, в зерне тритикале - до 11,11 мг/кг.
Выводы
По результатам исследований можно сказать, что химический состав зерна претерпевает существенные изменения при проращивании.
Среди питательных веществ в пророщенном зерне следует отметить достаточно высокое содержание протеина в зерне пшеницы (56,78 г), ячменя (41,32 г), ржи (45,97 г), тритикале (44,98 г).
Исследования химического состава нативного и пророщенного зерна показали, что при проращивании снижается содержание сухого вещества, количество сырого протеина, сырого жира, БЭВ, сырой клетчатки, золы.
В опыте по изучению содержания каротина в пророщенном зерне в течение определенного срока проращивания было установлено, содержание каротина увеличивается от 9,33 мг/кг до 10,79 мг/кг. Повышенное содержание каротина отмечается в пророщенном зерне пшеницы.
Таким образом, пророщенное зерно при использовании его в смеси с другими зерновыми культурами может стать ценным пищевым продуктом в составе рациона животных, за счет взаимного обогащения нутриентов покрыть дефицит белковых и липидных компонентов и повысить биологическую и питательную ценность рациона.
Полученные экспериментальные результаты по пророщенному зерну могут дополнить базы данных химического состава концентрированных кормов.
Литература:
1. Щекутьева, Н.А. Результаты зоотехнической оценки методом in vitro способов проращивания зерна / Н.А. Щекутьева //
Молочнохозяйственный вестник. 2014. - №3 (15). - III кв.
2. Матюшев, В.В. Использование пророщенного зерна пшеницы в экструзионных технологиях / В.В. Матюшев, И.А. Чаплыгина, А.В. Семёнов // Вестник КрасГЛУ. - 2020. - № 11. - С. 184-189.
3. Батанов, С.Д. Технологические аспекты повышения молочной продуктивности и качества молока коров / С. Д. Батанов, Е.И. Шкарупа, Г.Ю. Березкина // Научное обеспечение инновационного развития животноводства: матер. междунар. науч.-практ. конф. - Ижевск, 2010. -С. 26-30.
4. Контроль жизнеспособности молочных коров / И.В. Гусаров, О.А. Корнилова, Н.В. Боголюбова, П.А. Фоменко, Е.В. Богатырёва // Молочнохозяйственный вестник. - 2020. - № 2 (38). - С. 51-65.
5. Сидоренко, С.С. Продуктивные и воспроизводительные качества коров-первотёлок при использовании в кормлении пророщенного зерна / С.С. Сидоренко, С.Д. Батанов, Г.Ю. Березкина // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5. - С. 682.
6. Батанов, С.Д. Молочная продуктивность коров-первотелок черно-пестрой породы при использовании в рационах кормления пророщенного зерна / С.Д. Батанов, Г.Ю. Березкина, Е.С. Калашникова // Нива Поволжья. - 2012. - № 3 (24). - С. 45-48.
7. Щекутьева, Н.А. Усовершенствование способов подготовки зерна на кормовые цели: автореф. дис. ... канд. с.-х. наук / Н.А. Щекутьева; Московская сельскохозяйственная академия им. К.А. Тимирязева. - М., 2006.
8. Походня, Г.С. Свиноводство и технология производства свинины / Г.С. Походня. - Белгород: БелГСХА, 2009. - 68 с.
9. Шаршунов, В.А. Разработка направлений совершенствования оборудования для получения порошковых пищевых добавок из пророщенного зерна / В.А. Шаршунов // Вес. Нац. акад. навук Беларуск - 2009.- № 4. - С. 114-119.
10. Щекутьева, Н.А. Новая ресурсосберегающая технология производства проращивания зерна на кормовые цели / Н.А. Щекутьева, Н.И. Капустин // Кормопроизводство. - 2006. - № 12. - С. 24-26.
11. Калашникова, Е.С. Этологические особенности и молочная продуктивность коров-первотелок при скармливании пророщенного зерна / Е.С. Калашникова, С.Д. Батанов, Г.Ю. Березкина // Современные проблемы науки и образования. - 2013. - № 5. - С. 683.
12. Ковригин, А.В. Повышение продуктивности свиней за счет скармливания им пророщенного зерна / А.В. Ковригин. - Белгород, 2020. - 189 с.
13. Лях, А.А. Подготовка фуражного зерна к скармливанию
животным биоактивацией / А.А. Лях // Кормопроизводство. - 2000. -№4. - С. 20-22.
14. Швецов, Н. Новые комбикорма с экструдированным зерном / Н. Швецов, Г. Походня, С. Саламахин // Животноводство России. -2009. - №10. - С. 43-44.
15. Саенко, Ю.В. Определение параметров конвейерной сушилки пророщенного зерна / Ю.В. Саенко // Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 2015. - № 1. - С. 8-10.
16. Саенко, Ю.В. Механизация сушки сырья при производстве кормовых добавок / Ю.В. Саенко. - Майский, 2019. - 166 с.
17. Богатырева, Е.В. Методология в зооанализе кормов / Е.В. Богатырева, П.А. Фоменко // Аграрная наука на современном этапе: состояние, проблемы, перспективы: матер. III науч.-практ. конф. с междунар. участием. - 2020. - С. 103-109.
References:
1. Shchekuteva N.A. The results of zootechnical assessment by the in vitro method of grain germination methods. Molochnohozyajstvennyj vest-nik. [Dairy Bulletin], 2014, no. 3 (15). (in Russian)
2. Matyushev V.V. The use of sprouted wheat grain in extrusion technologies. Vestnik KrasGLU. [Bulletin of KrasGLU], 2020, no. 11, pp. 184189. (in Russian)
3. Batanov S.D. Technological aspects of increasing milk productivity and quality of milk in cows. Nauchnoe obespechenie innovacionnogo raz-vitiya zhivotnovodstva: Materialy mezhdunarodnoj nauchnoprakticheskoj konferencii. [Scientific support of innovative development of animal husbandry: Materials of the international scientific and practical conference]. Izhevsk, 2010, pp. 26-30. (in Russian)
4. Gusarov I.V. Control of the viability of dairy cows. Molochnohozyajstvennyj vestnik. [Dairy Bulletin], 2020, no. 2 (38), pp. 51-65. (in Russian)
5. Sidorenko S.S. Productive and reproductive qualities of first-calf cows when using germinated grain in feeding. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. [Modern problems of science and education], 2013, no. 5, P. 682. (in Russian)
6. Batanov S.D. Milk productivity of first-calf cows of the black-and-white breed when using sprouted grain in feeding rations. Niva Povolzh'ya. [Field of the Volga region], 2012, no. 3 (24), pp. 45-48. (in Russian)
7. Shchekuteva N.A. Usovershenstvovanie sposobov podgotovki zer-na na kormovye celi. [Improvement of methods of grain preparation for
fodder purposes]. [Abstract of the Diss. Cand. of agricultural sciences]. Moscow, 2006. (in Russian)
8. Pohodnya G.S. Svinovodstvo i tekhnologiya proizvodstva svininy. [Pig breeding and pork production technology]. Belgorod: BelGSKhA, 2009, 68 p. (in Russian)
9. Sharshunov V.A. Development of directions for improving equipment for obtaining powder food additives from germinated grain. Ves. Nac. akad. navuk Belarusi. [Ves. Nat. acad. Navuk Belarusi], 2009, no. 4, pp. 114-119. (in Russian)
10. Shchekuteva N.A. New resource-saving technology for the production of grain germination for fodder purposes. Kormoproizvodstvo. [Feed production], 2006, no. 12, pp. 24-26. (in Russian)
11. Kalashnikova E.S. Ethological features and milk productivity of first-calf cows when feeding sprouted grain. Sovremennye problemy nauki
i obrazovaniya. [Modern problems of science and education], 2013, no. 5, P. 683. (in Russian)
12. Kovrigin A.V. Povyshenie produktivnosti svinej za schet skarm-livaniya im proroshchennogo zerna. [Increasing the productivity of pigs by feeding them sprouted grain]. Belgorod, 2020, 189 p. (in Russian)
13. Lyakh A.A., Khrupov A.A. Preparation of fodder grain for feeding animals with bioactivation. Kormoproizvodstvo. [Feed production], 2000, no. 4, pp.20-22. (in Russian)
14. Shvetsov N., Pokhodnya G., Salamakhin S. New compound feeds with extruded grain. ZHivotnovodstvo Rossii. [Animal husbandry of Russia], 2009, no. 10, pp. 43-44. (in Russian)
15. Saenko Yu.V. Determination of the parameters of the conveyor dryer for germinated grain. Mekhanizaciya i elektrifikaciya sel'skogo hozy-ajstva. [Mechanization and electrification of agriculture], 2015, no. 1, pp. 8-10. (in Russian)
16. Saenko Yu.V. Mekhanizaciya sushki syr'ya pri proizvodstve kor-movyh dobavok. [Mechanization of drying raw materials in the production of feed additives]. Maisky, 2019, 166 p. (in Russian)
17. Bogatyreva E.V. Methodology in zooanalysis of feed. V sbornike: Agrarnaya nauka na sovremennom etape: sostoyanie, problemy, perspek-tivy, materialy III nauchno-prakticheskoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. [In the collection: Agricultural science at the present stage: state, problems, prospects, materials of the III scientific-practical conference with international participation], 2020, pp. 103-109. (in Russian)
Research of the chemical composition of generated seeds
of grain crops
Shchekuteva Natalya Aleksandrovna, Candidate of Science (Agriculture), Associate Professor of the Department of Plant Growing, Agriculture and Agrochemistry
e-mail: natasha_k.08@mail.ru
Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Vologda State Dairy Academy named after N.V. Vereshchagin»
Fomenko Polina Anatolyevna, Senior Researcher of the Feed and Feeding Department
e-mail: sznii@list.ru
Federal State Budgetary Institution of Science «Vologda Scientific Center of the Russian Academy of Sciences» (VolRC RAS)
Bogatyreva Elena Valeryevna, Senior Researcher, Feed and Feeding Department
e-mail: sznii@list.ru
Federal State Budgetary Institution of Science «Vologda Scientific Center of the Russian Academy of Sciences» (VolRC RAS)
Keywords: cereals, germination, grain chemistry, nutritional value, feeding.
Abstract. In the winter period of stall barn housing, animals experience an acute shortage of biologically active compounds - hormones, enzymes, vitamins. One of the most accessible, cheap and effective ways to eliminate their deficiency is the inclusion of sprouted grain in the diet of animals, because in the process of germination, enzyme systems are activated, and complex biologically active substances are broken down into simple ones that are easily assimilated by animals. The article presents studies of the chemical composition of natural and germinated seeds of grain crops - wheat, rye, triticale, barley. As a result of the experiments, it was found that the germination process has a positive effect on the chemical composition of grain crops.
