CC BY
62
УДК 636.085.64/68
РАЗНЫЕ СПОСОБЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ ЛЮПИНА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЕГО КОРМОВОЙ ЦЕННОСТИ
Г.М. Шулаев, кандидат с.-х. наук
Р.К. Милушев, кандидат биологических наук
В.Ф. Энговатов, доктор с.-х. наук
А.Н. Бетин, кандидат с.-х. наук
ФГБНУ «ВНИИТиН»
E-mail: [email protected]
Аннотация. Была поставлена задача изучить эффективность обработки люпина методами шелушения, экструзии, замачивания и ферментации для получения высококачественного белкового компонента для производства обогатительных добавок. Для решения поставленной задачи люпин шелушили на экспериментальной установке, разработанной ФГБНУ ВНИИТиН (г. Тамбов). Экструдирование проводили на экс-трудере КМЗ-2У в режиме: давление 30 атм, температура 130°С. При разработке технологических приемов обработки люпина ферментами использовали препараты отечественного производства. Представлены результаты исследований по разным способам обработки люпина для удаления антипитательных веществ и повышения его кормовой ценности. Обработка бобов люпина сорта «Дега» местного производства (шелушение и экструзия) улучшала их качественные характеристики, повышала содержание протеина на 7,21%, снижала количество клетчатки на 2,38%, что положительно сказывается на усвоении питательных веществ. Для обработки шелушенного люпина с содержанием алкалоидов 0,102% была использована технология предварительного замачивания бобов с последующим воздействием ферментными Агроксил и Агроцел.
Ключевые слова: люпин, технология обработки, алкалоиды, ферменты, шелушение, экструзия.
Введение. Тамбовская область является зоной интенсивного свиноводства и занимает третье место по производству свиного мяса среди других регионов страны. Для дальнейшего динамичного развития отрасли требуются высококачественные комбикорма, производство которых сдерживается дефицитом и дороговизной кормов животного происхождения. Сейчас в мире складывается четкая тенденция постепенной замены белка животного происхождения растительным.
Хороший, доступный и возобновляемый ресурс растительного белка - бобовые культуры, в частности люпин. Он является перспективным кормовым средством для свиноводства. Новые сорта белого люпина (Дега, Деснянский, Гамма) содержат небольшое количество алкалоидов, богаты белком (3338%) и незаменимыми аминокислотами. Однако среди бобовых культур люпин отличается повышенным содержанием клетчатки, алкалоидов (люпинин, спартеин, анагирин и др.) и олигосахаридов. Эти соединения огра-
ничивают нормы введения его в состав комбикормов для моногастричных животных [1]. По данным ВНИИ люпина при производстве белковых добавок из люпина для кормления молодняка свиней нужно обязательно удалять семенную оболочку для уменьшения клетчатки [2, 3].
В настоящее время возникает необходимость совершенствования способов обработки люпина для снижения в нем количества антипитательных веществ [2, 3, 4]. В связи с этим была поставлена задача изучить эффективность обработки люпина методами шелушения, экструзии, замачивания и ферментации для получения высококачественного белкового компонента для производства обогатительных добавок.
Методика исследований. Для решения поставленной задачи люпин шелушили на экспериментальной установке, разработанной ФГБНУ ВНИИТиН (г. Тамбов). Экструдирование проводили на экструдере КМЗ-2У в режиме: давление 30 атм, температура
130°С. При разработке технологических приемов обработки люпина ферментами использовали препараты отечественного производства [6]. Для опыта их брали на предприятии ООО «Агрофермент», расположенном в Тамбовской области.
Для обработки шелушенного люпина была использована технология с одностадийным замачиванием перед одностадийным воздействием ферментными препаратами. Эксперименты проводили при периодическом перемешивании бобов с растворами ферментных препаратов. Навеску шелушенного люпина в 100 г замачивали в воде в соотношении 1:4 и выдерживали при температуре 50°С в термосе в течение 3 часов. После замачивания обрабатываемый материал тщательно промывали в проточной воде. Подготовленные бобы люпина обрабатывали затем ферментами. Для этого брали по 50 г замоченного люпина, заливали 200 мл воды при температуре 50°С и добавляли ферменты в количестве 0,5% из расчета к навеске сухого зерна. Полученные смеси помещали в термос и при периодическом интенсивном встряхивании выдерживали 3 часа. В отфильтрованном ферментированном люпине определяли химический состав.
Результаты исследований. Обработка бобов люпина сорта «Дега» местного производства (шелушение и экструзия) улучшала их качественные характеристики, повышала содержание протеина на 7,21%, снижала количество клетчатки на 2,38%, что положительно сказывается на усвоении питательных веществ (таблица 1).
Таблица 1. Результаты обработки семян люпина
Эти данные не противоречат результатам, полученным в других исследованиях [3]. Однако шелушение и экструдирование практически не снизили количество алкалоидов в липине, что говорит о высокой их термоустойчивости. Алкалоиды люпина, главным образом люпинины, оказывают парализующее действие на центральную нервную систему. В настоящее время выведены и внедряются низкоалкалоидные сорта люпина с содержанием алкалоидов до 0,1% и хорошей усвояемостью питательных веществ. Сладкие сорта люпина (желтого и белого цвета) содержат алкалоиды в небольших количествах (0,008-0,12%), поэтому их можно скармливать животным без подготовки. Горькие же сорта люпина синего цвета (алкалоидные) животным без обработки скармливать не рекомендуется, так как алкалоиды (люпинин и спартеин) не только вызывают расстройство пищеварения, но и придают горький вкус молоку, маслу и другой продукции. В связи с этим мы выясняли, какая технология обработки бобов люпина сорта «Дега» наиболее эффективна для снижения содержания алкалоидов до безопасного уровня.
Осуществлен в экспериментальном варианте поиск способов обработки люпина, снижающий содержание алкалоидов и повышающий его кормовую ценность за счет ферментных препаратов отечественного производства [5]. Для обработки шелушенного люпина с содержанием алкалоидов 0,102% была использована технология предварительного замачивания бобов с последующим воздействием ферментными Агроксил и Аг-роцел. Качественный состав использованных препаратов дан в табл. 2. Препараты содержали комплекс энзимов различного действия, обладающих высокой активностью. Результаты исследований приведены в табл. 3.
Таблица 2. Характеристика использованных _ферментных препаратов_
Ферментный препарат Ферментная активность (ед/г)
ксила-наза Р-глюка-наза целлюлоза про- теаза
Агроксил С019 5000 1000 1000 -
Агроцел С017 1000 3000 4000 -
- метод определения активности ферментов по МГУ
разными методами
Корма Показатели, %
Общая влага Сырой протеин Сырой жир Сырая клетчатка Содержание алкалоидов*
Люпин (бобы) 10,30 30,52 7,79 6,02 0,116
Люпин без
оболочки,
экструдиро- 8,50 37,73 7,58 3,64 0, 115
ваннный
*- массовая доля хинолизидиновых алкалоидов, % на сухое вещество (по спартеину)
Лоигпа! оГ УШТ^Н №3(31)-2018
153
Таблица 3. Химический состав обработанных бобов люпина
Способ обработки Показатели, %
Первоначальная влага Сырая клетчатка Сырой протеин Водорастворимый протеин Содержание алкалоидов*
Шелушенный 6,73 2,40 40,2 19,4 0,102
Экструдиро-ванный 5,32 1,39 37,5 13,8 0,115
Замачивание в воде 62,47 - - - 0,064
0,5 % Агроксил 66,34 0,94 40,2 16,6 0,049
0,5 % Агроцел 67,38 1,17 37,5 17,8 0,036
*- массовая доля хинолизидиновых алкалоидов, % на сухое вещество (по спартеину)
Исследования показали, что алкалоиды, содержащиеся в люпине сорта «Дега», выходят в жидкую фракцию уже при простом замачивании, а снижение их происходит с 0,102 до 0,064%, или в 1,6 раз. Это объясняется тем, что класс хинолизидиновых алкалоидов относится к водорастворимым соединениям. Вариант с экструдированием сухих бобов не дал положительных результатов по снижению алкалоидов. То есть, без замачивания в воде термическая обработка не решает проблему деалкалоидизации бобов люпина. Это вполне согласуется с литературными данными [4]. Экструдирование снижало содержание клетчатки в люпине в 1,7 раза.
Установлено, что при обработке люпина замачиванием и ферментными препаратами можно снизить содержание алкалоидов в 2,1 раза при использовании Агроксила и в 3 раза - Агроцела. Существенные различия наблюдались в углеводном комплексе в различных вариантах обработки люпина. Так, при обработке люпина Агроксилом уровень клетчатки в нем снизился с 2,4 до 0,94%, то есть в 2,5 раза. При обработке бобов Агроцелом уменьшение содержания клетчатки было менее выражено - до 1,17% (снижение в 1,6 раза). Обработка люпина Агроксилом обеспечила высокую сохранность сырого протеина. Содержание его осталось на том же уровне, что и в шелушенных бобах (40,2%). Применение Агроцела снизило количество протеи-
на в бобах до 37,5%. Содержание водорастворимого протеина в вариантах с Агрокси-лом и Агроцелом уменьшилось до 16,6 и 17,8% соответственно. Это объясняется вымыванием протеина в жидкую фракцию. Таким образом, технология комплексной обработки люпина методом замачивания с последующей его обработкой ферментными препаратами позволяет снизить содержание алкалоидов в нем до безопасного уровня. Наиболее эффективным при этом является Аг-роцел, а для снижения клетчатки - Агроксил.
Как показали исследования, замачивание и обработка люпина ферментными препаратами являются эффективными для удаления алкалоидов. Эти методы целесообразно использовать главным образом на высокоалкалоидных сортах люпина, содержащих более
0.12. алкалоидов. Шелушенный экструди-рованный люпин был использован нами в составе различных обогатительных белковых добавок в количестве 18-35% по массе. Введение таких добавок в состав комбикорма для свиней в количестве 5% взамен рыбной муки обеспечивало получение экономического эффекта в расчете на животное от 251,0 до 635,0 руб.
Выводы. Шелушение и экструдирование люпина повышают содержание протеина на 7,21%, снижают количество клетчатки на 2,38%, что значительно улучшает его кормовую ценность. Замачивание ошелушенных бобов люпина снижает в них количество алкалоидов в 1,6 раза, а совместно с обработкой ферментными препаратами Агроксилом - в 2,1 раза, Агроцелом - в 3 раза.
Литература:
1. Артюхов А.И. Ферментированная смесь люпина, рапса и тритикале в кормлении молодняка свиней // Свиноводство. 2010. №6. С. 30-31.
2. Рекомендации по практическому применению кормов из узколистого люпина в рационах с.-х. животных. Брянск, 2008. 65 с.
3. Штеле А.Л. Белый люпин с ферментными препаратами в комбикормах для бройлеров // Достижения науки и техники АПК. 2012. №10. С. 48-50.
4. Штеле А. Белый люпин - новый белковый корм для высокопродуктивной птицы // Белый люпин. 2014. №1.
5. Гречишников В. Приоритет ферментного производства возвращается в Россию // Комбикорма. 2012. №6.
Literatura:
1. Artyuhov A.I. Fermentirovannaya smes' lyupina, rapsa i tritikale v kormlenii molodnyaka svinej // Svinovodstvo. 2010. №6. S. 30-31.
2. Rekomendacii po prakticheskomu primeneniyu kormov iz uzkolistogo lyupina v racionah s.-h. zhivot-nyh. Bryansk, 2008. 65 s.
3. SHtele A.L. Belyj lyupin s fermentnymi preparatami v kombikormah dlya brojlerov // Dostizheniya nauki i tekh-niki APK. 2012. №10. S. 48-50.
4. SHtele A. Belyj lyupin - novyj belkovyj korm dlya vy-sokoproduktivnoj pticy // Belyj lyupin. 2014. №1.
5. Grechishnikov V. Prioritet fermentnogo proizvodstva vozvrashchaetsya v Rossiyu // Kombikorma. 2012. №6.
DIFFERENT WAYS OF LUPINE TECHNOLOGICAL PROCESSING FOR ITS FEED VALUE IMPROVING G.M. Shulaev, candidate of agricultural sciences R.K. Milushev, candidate of biological sciences V.F. Engovatov, doctor of agricultural sciences A.N. Betin, candidate of agricultural sciences FGBNY "WNIITiN"
Abstract. The task was to study the lupine processing's efficiency by hulling extrusion, soaking and fermentation methods to obtain a high-quality protein component for enrichment additives productivity. To solve this problem the Lupin was hulled in an experimental installation developed by the FGBNY VNIITiN (Tambov-sity). Extrusion was carried out on the KMZ-2U extruder in the following regime: pressure is 30 atm, temperature 130°C. At technolog i-cal methods of lupine treatment by enzymes development were used drugs of domestic making. The results ofre-search on different ways of lupine processing for anti-nutritional substances removal and its feed value enhancing are presented. Lupine beans of local sort "Degas" processing (hulling and extrusion) improved their quality characteristics, increased the protein content in 7,21%, reduced fiber amount by in 2,38%, that had a positive effect on nutrients' assimilation. For hulled lupine with 0,102% alkaloid content's treatment, the technology of beans pre-soaking was used, with followed action by Agroxyl and Agrocel enzymes. Keywords: lupine, processing technology, alkaloids, enzymes, hull, extrusion.
Journal of VNIIMZH №3(31)-2018
155
