CC BY
9
УДК 639.3.043.2
DOI 10.24412/2311-6447-2022-4-225-230
Перспектива и возможности применения белого люпина (lupinus albus) в кормах аквакультуры для денных видов рыб
The prospect and possibilities of using white lupin (lupinus albus) in aquaculture feeds for valuable fish species
Аспирант Ю.А. Кучихин (ORCID 0000-0002-8698-1828)
МГУТУ им. К.Г. Разумовского, институт биотехнологий и рыбного хозяйства, тел. 8-903-295-83-37, [email protected]
Postgraduate student Yu.A, Kuchikhin Moscow State Technical University named after K.G. Razumovsky, Institute of Biotechnology and Fisheries, tel. 89032958337, [email protected]
Аннотация. Приведен обзор возможных альтернатив животному белку в кормах для аквакультуры. В качестве источника растительного белка наиболее подходящими являются бобовые культуры. Одними из самых популярных источников белка является соя и горох. Данные компоненты активно использовались в кормах для рыб, и хорошо себя зарекомендовали. Наряду с данными компонентами бобы белого люпина (Lupinus albus) являются относительно новым компонентом. Так, среднее содержание белка в зерне люпина колеблется от 28 до 38 %, что в 3 раза больше, чем в зерне злаковых культур, и в 1,5 раза больше, чем у гороха и вики. Зерно белого лгопииа имеет достаточно высокое содержание жира, в некоторых селекционных вариантах содержание может достигать 8-10 %. Основной проблемой использования данного сырья является высокое содержание алкалоидов в оболочке. Для снятия оболочки можно применять различные химические, физические, термические или комплексные методики. На основе полученных продуктов после снятия оболочки были проведены исследования по эффективности данного компонента на различных видов рыб. Наилучшим за время исследований являлся вариант, где включали 35 % муки из люпина, которой заменяли частично рыбную муку, а также сою и пшеницу. По итогам снижались кормовые расходы и не происходило негативного влияния на рыбоводно-биологические показатели. Можно говорить о положительных результатах использования бобов белого люпина (Lupinus albus) в комбикормах для аквакультуры и считать его перспективной альтернативой для частичной замены дорогостоящих кормовых компонентов.
Abstract This scientific article provides an overview of possible alternatives to animal protein in aquaculture feed. As a source of vegetable protein, legumes are the most suitable. Soy and peas are among the most popular sources of protein in the Russian Federation. These components have been actively used in fish feeds, and have proven themselves well. Along with these components, White Lupin beans (Lupinus albus) are a relatively new component. Thus, the average protein content in lupin grain ranges from 28 to 38%%, which is 3 times more than in cereals, and 1.5 times more than in peas and vetch. The main problem of using this raw material is the high content of alkaloids in the shell. Various chemical, physical, thermal or complex techniques can be used to remove the shell. Based on the obtained products, after removing the shell, work was carried out on the effectiveness of this component on various types of fish. The option with the inclusion of 35% lupine flour with its partial replacement of fishmeal, soy meal and wheat flour turned out to be the best in terms of economic and fish-breeding and biological indicators, which allowed reducing the total cost of raw materials by 1 kg of increase. The review allows us to talk about the positive results of the use of white Lupin beans (Lupinus albus) in compound feeds for aquaculture and consider it a promising alternative for partial replacement of expensive feed components.
Ключевые слова: белый люпин, растительный белок, аквакультура, кормление рыб, снижение алкалоидов
Keywords: white lupin, vegetable protein, aquaculture, fish feeding, reduction of alkaloids
© Кучихин Ю.А., 2022
Рыбоводство является одной из высокотехнологичных индустрии: сельского хозяйства. В настоящее время употребление продукции рыбной промышленности составляет от 12,1 до 13,8 на человека в год, что находится на уровне ниже в 2,9 раза как медицинских нормативов, так и Европейских странах (по данным Россгат).
Прирост рыбного культивирования при использовании стандартных методов, базирующихся на применении натуральных источников, имеет свой предел. При этом основными факторами, вносящие свой вклад в ограничение рыбоводства, являются водные и земледельческие ресурсы, экология и др. [5].
Одним из проблемных факторов искусственнот культивирования рыбных ресурсов как в открытых водных плошадках, так и в замкнутых системах водоснабжения, является кормление. В определенных п рудо пых и озерных хозяйствах кормление некоторых видов рыб может осуществляться с применением природной пищи. Так, широко распространено зарыбление водоемов, в которых высока растительная продукция высших растений и одноклеточных водорослей такими рыбами, как белый амур {СХепорИагупдснЗоп гс1еИа) и белый толстолобик (НурорЫЬа1тюЫНуз тоШги) [14]. Широко применяются мелиоративные методики по подсаживанию хштщика в водоемы, в которых высока популящтя сорной и малоценной рыбы (мовчап). В водоемы с высокой концентрацией сорных моллюсков часто подсаживают взрослых особей черного амура (Му 1орНагупдсхОоп рюеиэ). Таким образом получают увеличенную биомассу рыб с пруда при минимальных экономических затратах, при этом улучшается экологическое состояние водоемов. Однако такие методики в аквакультуре применимы невсегда.
При использовании садковых систем, установок замкнутого водоснабжения и проточных прудов кормление осуществляется с применением искусственных грану* лированных или экструдированных комбикормов. Корма содержат более 60 различных структурных элементов, в том числе комплексные витаминные добавки, минеральные компоненты, антиокислители, связывающие вещества (укрепляющие кон-систе1щиго корма), особые компоненты с натур{1лыгыми или синтетическими каро-тиноидами, такими как крилевая мука и пигмент астаксантин (для придания окраски мясу лососевых рыб), лекарственные средства и ферментные препараты (для лечения и повышения перевариваемое™: питательных веществ корма). Кроме того, в корма вводят вещества, создающие привлекающий запах и положительное вкусовое ощущение.
За последние годы прирост производства продукции аквакультуры в России по данным Федерального агентства по рыболовству растет от 8 до 9 % ежегодно. Наряду с таким ростом производства рыб растет и ежегодная потребность рьшка в комбикормах для аквакультуры, в определенных компонентах комбикормов, таких как рыбная мука. Наряду с потребностью растет и цена данного сырья в следствие чего увеличилась цена корма и готовой рыбной продукции. В РФ многие ученые активно занимаются созданием новых инновационных рецептур комбикормов аквакультуры [51 для снижения себестоимости корма и поиска альтернативы определенным кор-мовьгм компонентам.
Наиважпейигим компонентом в показателях качества комбикормов является белок. Как сказано ранее, рыбная мука является одним из важнейших источников белка. В отличие от высших позвоночных рыбы имеют более высокие потребности в белке. Об этой особенности известно довольно давно, и при составлении рецептур для рыбных кормов она обязательно учитывается [7]. В связи с этим перед учёными стоит задача - найти альтернативу и частичную замену рыбной муки с более низкой себестоимостью.
В качестве альтернатив к замене рыбной муки рассматривали различные кормовые компоненты. Так, применяли мясокостную муку в кормах для осетровых рыб. Происходило снижение себестоимости корма, однако в некоторых случаях (эльебяри) наблюдалось снижение рыб о в о дно - биолога че с ких показателей. Все боль-
шее применение находят растительные белковые концентраты из бобовых и масличных культур, а также белковые концентраты, полученные микробиологическим синтезом. Проведены значительные работы по использованию белка Гаприн (Скляров, Гамыгин). Применение данного белка было затратно в связи со сложностью его производства в больших масштабах. Несмотря па постоянный процесс снижения концентраций рыбной муки в кормах, основным ее источникам сейчас считается мука, полученная из продукции аквакультуры пресноводных форм (Константинов).
В качестве источника растительного белка наиболее подходящими являются бобовые культуры. Па данный момент активно проводятся исследования химических, физических и органолептических показателей бобовых культур [10]. Зерно бобовых культур характеризуется высоким содержанием сырого протеина - до 42 %, содержание и доступность которого можно увеличить специальными термическими обработками. Жирнокислотный состав зерна отличается преобладанием физиологически важных для рыб видов кислот, таких как линолевая, олеиновая. По сравнению с зерновыми культурами в зерне бобовых в 1,5-3 раза больше содержание лизина [51.
Среди бобовых культур одними из основных источников белка является соя и горох. Данные компоненты активно использовались в кормах для рыб и хорошо себя зарекомендовали. Бобы белого люпина [Lupinus albus) являются относительно новым компонентом. Среднее содержание белка в зерне люпина колеблется от 28 до 38 %, что в 3 раза больше, чем в зерне злаковых культур, и в 1,5 раза больше, чем у гороха и вики, В некоторых сортах люпина содержание жира может доходить до 810 % [7]. По содержанию каротиноидов зерно люпина значительно превосходит другие зернобобовые культуры [2] (табл. 1).
Таблица 1
Показателя бобов белого люпина
Компоненты Люпин белый Соя Горох Фасоль
Сырой протеин 28-38 30-42 20-36 17-32
Сырой жир 12-21 13-26 0,8-2,1 3,5-5,0
Углеводы 46-48 20-49 55-75 53-72
В том числе:
крахмал 1.0-2.5 2-9 44-55 45-61
клетчатка 11-18 4-9 4,0-6,5 3,5-5,0
моно-и дисахариды 4,0-8,5 3,5-15,5 4,5-6,0 3,0-4,2
Основной проблемой применения бобов люпина в кормах являются алкалоиды, содержание которых в оболочке кратно превышает содержание во внутренней части. К основным алкалоидам в бобах люпина относятся люпанин, гидроксилтопанин и спартеин. Их количество в зерне варьируется от 0,02 до 2 % и более в зависимости от вида и сорта люпина. Для эффективного использования данного сырья необходимо снизить содержание алкалоидов. Достичь этого можно применяя различные методики селекции по выведению низкоалкалоидных культур, через удаление или деструкцию [11].
В РФ не рекомендуют использование люпина с содержанием алкалоидов более 0,1 % [б]. По мнению ряда авторов [1,5], очистка зерна люпина от оболочки позволяет применять данное сырье в кормах для рыб. Для снятия оболочки можно применять различные химические, физические, термические или комплексные методики. В основах химических технологий лежит обработка зерна люпина различными химическими компонентами, которые позволяют отшелушивать оболочку. Минусы данного способа заключаются в повышении себестоимости готовой продукции и сложности в снятии следов химикатов с готового сырья. В качестве наиболее эффективного способа обработки данной продукции можно использовать термические
способы обработки в комплексе с механическими. Быстрый нагрев зерна белого Люпина позволяет вспучить зерно и дополнительно высвободить белковые компоненты. По вопросу эффективности термообработки люпина в кормопроизводстве сложилось два мнения. В качестве аргументов против термообработки приводятся следующие соображения: высокотемпературное воздействие, которое приводит к денатурации аминокислот; частично разрушается витаминный комплекс; появляются дополнительные затраты. Гораздо больше аргументов за термообработку: умеренная денатурация белка способствует более эффективному его усвоению у некоторых групп животных и птицы; благодаря термообработке получается снизить растворимость белка, то есть получается защищенный белок НРП (не растворяющийся в рубце протеин), который гораздо эффективнее при использовании в рационах жвачных животных; деструкция углеводов во время тепловой обработки позволяет получить более усвояемые их компоненты; наблюдается частичная инактивация антипитательных веществ, в частности, алкалоидов в люпине (до 50 %); улучшается санитарное состояние зерна; повышается эффективность процесса обрушения [8].
Для облегчения снятия оболочки с зерна применяют механические методики. Наиболее часто Используют молотковые дробилки, которые позволяют не только отделить оболочки от зерна, но и переработать зерно в крупку, которую можно вместе с кормосмесью загружать в грану лятор или экстру дер [8].
Скляров проводил исследования на осетровых видах рыб с внесением в комбикорм концентрата из белого люпина с частичной заменой рыбной муки. При включении 35 % люпина в качестве замены рыбной муки и пшеницы отмечался лучший в исследованиях вариант, который позволил снизить общую стоимость сырья на 2,95 р. на 1 кг прироста. При этом основные физиолого-биохимические показатели молоди русского осетра находились в норме. Исследования показали, что включение люпина в комбикорма для осетровых рыб позволяет снизить денежные затраты на сырье на 19,1 %.
На примере карпа проводилось изучение по кормлению с включением белого люпина. Основным отличием таких кормов было большее включение растительных компонентов и необходимость применения меньшего количества белка и жира в корме. При включении люпина в состав основного корма в количестве 10-15 % биологические показатели подопытных рыб находились в пределах нормы [7].
Подводя итоги, следует сказать, что основной задачей аквакультуры является получение качественной товарной продукции с мшшмальными сроками выращивания и минимальными экономическими затратами. Наряду с увеличением стоимости сырья находить замену основным кормовым компонентам становится как никогда актуально. Все вышеописанное позволяет говорить о положительных результатах использования бобов белого люпина в комбикормах для аквакультуры и считать его перспективной альтернативой для частичной замены дорогостоящих кормовых компонентов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агеец В.Ю., Ловкие З.В,. Кошак Ж.В, А.Э. Кошак Сырье и технология производства комбикормов для ценных видов рыб в Республике Беларусь / / ВесЩ На-цыянальнай акадэмп навук Беларусь Серыя аграрных навук. — 2020. — Т. 58. — № 1. — С.79-89.
2. Афонин, Н.М. Подбор сортов сои для выращивания в условиях Тамбовской области / Н.М. Афонин, В.А. Мартынов // Наука и Образование. - 2020. - Т. 3. - № 2. - С. 124.
3. Арькова Ж.А, Сравнительная оценка продуктивности сортов сои в условиях Тамбовской области / Наука и Образование, - 2019, - Т, 2, - № 3, - С, 5,
4. Встошкина А. А. Влияние углеводов в сырье на качество комбикормов для прудовых рыб / А. А. Встошкина, А. Г. Кохович, Л. В. Рукшан / / Материалы XIII Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств». — Могилёв, 2020. — С.117-118.
5. Гамыгин Е.А. Корма и кормление рыб: учебно-методический комплекс дисциплины по специальности (направлению) 110901.65 «Водные биоресурсы и аква-культура»/Е.А. Гамыгин. — М.: МГУТУ, 2012. — 175 с.
6. ГОСТ Р 54632-2011. Люпин кормовой. Технические условия. — М.: Стандар-тинформ, 2013.
7. Жиенбаева С.Т. Использование нетрадиционного сырья в комбикормах для прудовых рыб [Электронный ресурс] / С.Т. Жиенбаева, А. М. Ермуканова // Материалы Международной научно-технической конференции «Современные научные исследовании и разработки» (Modern Research and Development). — Нефтекамск,
2019. — 1-й оптический компакт-диск (CD-ROM). — С.30-37.
8. Зверев С.В. Белый люпин: обрушение и термообработка зерна / С.В. Зверев, А,Э, Ставцев, Л.С. Цыгуткин, — М.: ООО «Сам Полиграфист», 2019. — 128 С.
9. Костюничев, В.А. Искусственное воспроизводство рыб на Северо-Западе России // Аквакультура: труды ВНИРО. — СПб, 2015. — Т. 153. — С.26-41.
10. Кошак Ж. В. Исследование технологических свойств бобовых культур как сырья для производства комбикормов для рыб / / Вопросы рыбного хозяйства Беларуси. — 2017. — № 33. — С. 156-166.
11. Николаев С. И. Эффективность использования белкового концентрата из белого люпина в комплексе с мясокостной мукой в комбикормах при выращивании молоди сибирского осетра / Известия Нижневолжского АУК: наука и высшее профессиональное образование. — 2019. — № 4.— С.146-152. Doi: 10.32786/2071-94852019-04-18.
12. Николаев С, И, Применение комбикормов с использованием местных кормовых источников при выращивании радужной форели / / Известия Нижнсволж-ского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2020. № 3 (59). С. 324-333.
13. Остроумова И,Н. Биологические основы кормления рыб / И.Н. Остроумова.
— 2-е изд. — СПб: Издательство ФГБНУ ГосНИОРХ, 2012. — 564 с.
14. Ранделин, Д.А. Анализ влияния белкового концентрата на микробиоту кишечника молоди ленского осетра в условиях УЗВ // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. 2019. № 3 (173). С. 139-145.
REFERENCES
1. Ageets V.Yu., Dexterous Z.V.,. Koshak Zh.V., A.E. Koshak Raw materials and technology of production of compound feeds for valuable fish species in the Republic of Belarus / / Vesch Natsyanalnaya akadem navuk Belarus Gray agricultural navuk. -
2020. — Vol. 58. — No. 1. — pp. 79-89.
2. Afonin, N.M. Selection of soybean varieties for cultivation in the conditions of the Tambov region / N.M. Afonin, V.A. Martynov // Science and Education. - 2020. - Vol. 3.
- No. 2. - p. 124.
3. Arkova Zh.A. Comparative assessment of the productivity of soybean varieties in the conditions of the Tambov region / Science and Education. - 2019. - Vol. 2. - No. 3. -P. 5.
4. Vetoshkina A. A. Influence of carbohydrates in raw materials on the quality of compound feeds for pond fish / A. A. Vetoshkina, A. G. Kochovich, L. V. Rukshan // Materials of the XIII International scientific and Technical Conference "Technique and technology of food production". - Mogilev, 2020. — pp. 117-118.
5. Gamygin E.A. Forage and feeding of fish: an educational and methodological
complex of discipline in the specialty (direction) 110901.65 "Aquatic bio re sources and aquaculture"/E.A. Gamygin. - M.: MGUTU, 2012. — 175 p.
6. GOST R 54632-2011. Lupin stern. Technical specifications. — Moscow: Standartinform, 2013.
7. Zhienbayeva S.T. The use of unconventional raw materials in compound feeds for pond fish [Electronic resource] / S.T. Zhienbayeva, A.M. Ermukanova // Materials of the International Scientific and Technical Conference "Modern scientific research and Development" (Modem Research and Development). — Neftekamsk, 2019. — 1st optical CD-ROM. —pp.30-37.
8. Zverev S.V. White lupin: collapse and heat treatment of grain / S.V. Zverev, A.E. Stavtsev, A.S. Tsygutkin. — M.: LLC "Sam Polygraphia", 2019. — 128 p .
9. Kostyunichev, V.A. Artificial reproduction offish in the North-West of Russia // Aquaculture: proceedings of VNIRO. — St. Petersburg, 2015. — Vol. 153. — p
.26-41. 10. Koshak Zh. V. Research of technological properties of legumes as raw materials for the production of compound feeds for fish / / Questions of fisheries of Belarus. — 2017. — No. 33.— pp. 156-166.
11. Nikolaev S. I. Efficiency of using protein concentrate from white lupine in combination with meat and bone meal in compound feeds when growing Siberian sturgeon juveniles / Izvesliya Nizhnevolzhsky AUK: scicnce and higher professional education. — 2019. —No. 4.- pp. 146-152. Doi:" 10.32786/2071-9485-2019-04-18.
12. Nikolaev S. I. Application of compound feeds using local feed sources in the cultivation of rainbow trout // Izvestiya Nizhnevolzhskogo agrouniversitetskogo complex: Science and higher professional education. 2020. No. 3 (59). pp. 324-333.
13. Ostroumova I.N. Biological bases of fish feeding / I.N. Ostroumova. — 2nd ed. — St. Petersburg: Publishing House of FGBNU GosNIORH, 2012. —564 p.
14. Randelin D. A. Analysis of the effect of protein concentrate on the intestinal mi-crobiota of Lena sturgeon juveniles in the conditions of ULTRASOUND / // Bulletin of the Altai State Agrarian University. 2019. No. 3 (173). pp. 139-145.
