CC BY
232
УДК 664.959.5:[636.084.413:636.5]
М. Е. Цибизова, К. В. Костюрина Астраханский государственный технический университет
РЫБНЫЕ ГИДРОЛИЗАТЫ КАК ОДИН ИЗ КОМПОНЕНТОВ ПОЛНОРАЦИОННЫХ КОРМОВ ДЛЯ ПТИЦЕВОДСТВА
Введение
Эффективное ведение животноводства и птицеводства в первую очередь зависит от полноценности кормления животных. Несбалансированность рационов кормления по энергии, протеину, минеральным и биологически активным веществам приводит не только к низкой продуктивности животных, но и повышенному расходу кормов, не позволяет в полной мере выявить генетический потенциал продуктивности существующих пород животных [1].
Целью работы являлась разработка технологии получения полнорационных кормов для птицеводства на основе рыбных гидролизатов, полученных из маломерного и малоценного сырья Волго-Каспийского бассейна. Задачи исследования:
- анализ протеинового питания птицы;
- изучение источников белка в полнорационных кормах для птицеводства;
- анализ возможности использования рыбных гидролизатов в составе кормов для птицеводства;
- разработка режимов получения гидролизатов из маломерного и малоценного сырья Волго-Каспийского бассейна.
Протеиновое питание птицы
Значение животного белка, входящего в состав протеина кормов, чрезвычайно велико. Птицы должны систематически получать протеин с кормом, т. к. белки тела птиц непрерывно расходуются, а в случае полного исключения их из рациона птицы гибнут. Протеин корма особенно необходим для построения белка тела молодых птиц, возобновления изношенных тканей взрослых особей, образования яиц у птиц-несушек [2].
Многие, если не все белки, действуют в организме как ферменты или составляют необходимую часть ферментов, гормонов, иммунных тел, гемоглобина и других жизненно важных соединений, с помощью которых осуществляются и регулируются обмен веществ или защита организма птиц. В качестве электролитов они участвуют в поддержании водносолевого равновесия в организме и способствуют транспорту ряда веществ.
Соответственно, очень важно содержание в корме аминокислот. Роль отдельных аминокислот в кормлении птиц неоднозначна. Из незаменимых аминокислот наибольшее значение имеют критические аминокислоты (лизин, метионин, триптофан). Лизин в организме птиц участвует
в синтезе тканевых белков, триптофан - в обновлении белков плазмы крови, метионин - в процессах переаминирования, что приводит к образованию новых соединений: холина, креатина, адреналина, ниацина и др.
Отсутствие или недостаток незаменимых аминокислот, особенно критических, в протеине кормов приводит к нарушению обмена веществ в организме, отрицательному азотистому балансу, прекращению регенерации белков, потере аппетита, патологическим изменениям в нервной системе, органах внутренней секреции и другим последствиям. В результате этого у молодых птиц задерживается или совсем прекращается рост, у взрослых ухудшается общее состояние здоровья, нарушается репродукция, снижается продуктивность.
Недостаток протеина и, особенно, аминокислот в рационе снижает эффективность использования питательных веществ кормов, в результате чего падает яйценоскость птиц.
Общий недостаток поступления протеина с кормом приводит к явлениям азотного голодания. Это отражается прежде всего на содержании плазменных белков, возникает гипопротеинемия, баланс азота становится отрицательным, уменьшается процентное содержание мочевины в общем азоте мочи.
Но в то же время избыток протеина в кормовом рационе вреден, он приводит к перегрузке печени и почек продуктами его распада, перенапряжению секреторной функции пищеварительного аппарата, усилению гнилостных процессов в кишечнике, накоплению в организме продуктов азотистого обмена со сдвигом кислотно-щелочного равновесия в кислую сторону [2].
Источники белка в полнорационных кормах
Традиционно источником кормового протеина и незаменимых аминокислот считается кормовая рыбная мука, получаемая из некондиционного сырья и отходов рыбообрабатывающих производств. В полнорационные корма птиц в качестве животного белка добавляют до 2 % кормовой рыбной муки, химический состав которой непостоянен и зависит от вида сырья, направляемого на ее получение. Кроме того, высокая температура сушки кормовой муки снижает ее биологическую ценность, что требует замены кормовой муки. Рыбные гидролизаты могут служить альтернативой использования рыбной муки, т. к. они превосходят ее по качественным показателям и аминокислотному составу вследствие научно обоснованной глубины гидролиза белка и щадящей температуры сушки, не превышающей 65 °С.
Общеизвестно, что в кормовые смеси дополнительно вводят ферментные препараты протеолитического действия микробного происхождения для повышения усвояемости птицами белковых компонентов корма. Подобная практика имеет ряд недостатков. Поскольку протеолитические препараты представляют собой бактериальные клетки, то увеличивается риск повышенной микробной обсемененности корма [3]. Так как продолжительность пребывания корма с протеиназами в желудочно-кишечном тракте животных (т. е. в оптимальных условиях действия ферментов) весьма ограничена, то эффект препарата невелик. Кроме того, при длительном хране-
нии кормов, содержащих ферментные препараты, протеолиз происходит неконтролируемо, поэтому степень гидролиза белков, произошедшего в конкретный период хранения, неизвестна и может быть далека от оптимума [4].
Рыбный гидролизат как альтернатива рыбной кормовой муке
Избежать подобных проблем можно, если вводить в корм гидролизаты с заданными степенью расщепления белков и молекулярно-массовым составом, что позволит исключить применение ферментных препаратов в составе полнорационных кормов.
Введение в корма для птицы ферментативных или кислотных белковых гидролизатов из рыбы и отходов от ее разделки является весьма перспективным направлением их практического применения. Освоение выпуска таких продуктов позволит решить несколько задач, в том числе обеспечить птицеводческие хозяйства высокоэффективными полнорационными кормами и рационально использовать малоценное, маломерное сырье и отходы от переработки гидробионтов.
Применение гидролизатов с заданной глубиной гидролиза дает следующее:
1. Биохимический эффект. Известно, что пищеварительная система птиц плохо адаптирована к перевариванию белков животного происхождения, т. к. в их желудочно-кишечном тракте отмечается незначительная проте-олитическая активность. Предварительное «переваривание» белков, входящих в состав рыбного гидролизата, приведет к более полному их усвоению.
2. Физиологический эффект. Прирост массы птицы осуществляется главным образом за счет белков. В то же время известно, что при переваривании белков значительная доля энергии рассеивается в виде тепла, следовательно, предварительное расщепление белков позволит избежать этих энергетических потерь.
3. Микробиологический эффект. Только низкомолекулярные продукты гидролиза белков создают в кишечнике птицы питательную среду для жизнедеятельности бактерий, в том числе и целлюлозоферментирующих, что позволяет более эффективно переваривать клетчатку, содержащуюся в кормах [3].
Таким образом, источниками белка и сырьем для получения гидролизатов можно считать малоценное, некондиционное, со слабой структурой ткани рыбное сырье, вторичные материальные ресурсы (ВМР), отходы рыбоперерабатывающей промышленности, а также малоизученные и нетрадиционные объекты промысла: уклейку, густеру, белоглазку (гла-зач, клепец), красноперку, карася, рыб семейства миктофидов.
Трудности в выборе направлений использования такого сырья заключаются в том, что практически любые виды традиционных пищевых продуктов, произведенные по сложившейся технологии, не имеют достаточно высокого качества или экономически нецелесообразны.
Однако мясо малоценных рыб может служить источником полноценного животного белка, т. к. оно по аминокислотному составу аналогично белку мяса рыб, являющихся традиционными объектами промысла [5].
Разработка оптимальных режимов получения гидролизатов
В качестве объектов для получения ферментативных гидролизатов использовали маломерное сырье Волго-Каспийского бассейна. Так как гидролиз под действием собственных ферментов - достаточно длительный процесс, возникает необходимость использования консервантов. Консервантами могут быть органические кислоты, антибиотики, неорганические и органические соли. Чаще используют смесь различных консервантов по принципу «дополняющего действия», создающих необходимый рН, обладающих синергистическими свойствами и действующих на определенные группы микроорганизмов (дрожжи, плесени, грибы, бактерии).
В России в качестве консервантов применяются муравьиная, про-пионовая, уксусная, сорбиновая, бензойная, фумаровая, янтарная, лимонная, винная кислоты, их соли и другие комплексы [6, 7]. Для обоснования выбора кислот был проведен анализ литературных данных, который показал преимущества применения двух кислот: сорбиновой и бензойной.
В процессе работы апробировали различные способы внесения данных кислот в гидролизуемую смесь:
1) в виде насыщенных растворов;
2) в виде растворов с заданной концентрацией;
3) в сухом виде без предварительного разведения;
4) при предварительном растворении в нагретой воде.
Согласно полученным данным, оптимальным оказался способ внесения кислот, предусматривающий предварительное растворение в нагретой воде. Затем смесь охлаждали до 30-40 °С и вносили в емкость с гидролизуемой смесью, все тщательно перемешивали, прогревали на водяной бане до 40 °С, закрывали емкость и выдерживали при температуре 40 °С для проведения процесса гидролиза в течение 120 часов. Данная продолжительность и температура гидролиза были экспериментально обоснованы ранее [8].
Для определения оптимальной концентрации вносимых кислот изучалась динамика накопления азота концевых аминогрупп в процессе гидролиза и рассчитывалась глубина гидролиза по следующей формуле:
N - N
х = _ААп-----АА° 100 , %,
NOA — _ АА0
где Х - количество гидролизованного белка, %; _ААи - азот концевых аминогрупп в конце ферментативной реакции, мг/100 г; _АА0 - азот концевых аминогрупп в начале ферментативной реакции, мг/100 г; _ОА - содержание общего азота в гидролизуемой смеси, мг/100 г.
Определение азота концевых аминогрупп (модификация А. П. Чер-ногорцева) основано на способности формалина (СН2О) блокировать концевые аминогруппы, карбоксильные группы оттитровываются щелочью, при этом титрование заканчивается при рН 9,0 [9].
Определение концентрации водородных ионов (рН) проводили стандартным методом (ГОСТ 7636).
Была изучена динамика накопления азота концевых аминогрупп в процессе гидролиза при различных способах консервирования, рассчитана глубина гидролиза и показана динамика концентрации водородных ионов гидролизата (табл. 1, 2).
Таблица 1
Динамика глубины гидролиза смеси при различных способах консервирования
Концентрация кислоты, % к массе смеси Динамика глубины гидролиза, %
Сорбиновая кислота Бензойная кислота
Продолжительность гидролиза, ч
24 48 72 96 120 24 48 72 96 120
0,1 19,1 - - - - 19,8 - - - -
0,3 19,6 25,7 - - - 19,0 25,0 - - -
0,5 19,0 24,9 33,3 49,9 - 19,2 25,9 35,3 52,9 55,8
0,7 18,9 25,0 34,8 50,0 55,0 18,5 25,4 36,8 51,0 59,0
1,0 19,6 29,5 34,7 53,2 57,1 19,1 28,5 38,7 54,2 59,8
Таблица 2
Динамика рН гидролизуемой смеси при различных способах консервирования
Концентрация кислоты, % к массе смеси Динамика рН
Сорбиновая кислота Бензойная кислота
Продолжительность гидролиза, ч
0 24 48 72 96 120 0 24 48 72 96 120
0,1 6,5 6,0 - - - - 6,5 6,1 - - - -
0,3 6,3 5,8 5,8 - - - 6,3 5,9 5,8 - - -
0,5 6,0 5,7 5,7 5,5 5,3 - 6,2 5,8 5,5 5,4 5,2 5,0
0,7 5,9 5,2 5,0 5,0 4,9 4,9 6,2 5,6 5,3 5,1 5,0 4,7
1,0 5,8 5,5 5,0 4,9 4,9 4,8 5,6 5,3 4,9 4,9 4,9 4,6
Согласно данным табл. 1, гидролизат, содержащий 0,1 и 0,3 % сор-биновой или бензойной кислоты к массе гидролизата, подвергся порче на вторые и третьи сутки соответственно, что, возможно, связано с недостаточным консервирующим эффектом данных кислот. Об этом же свидетельствуют и данные о динамике рН гидролизуемой смеси в процессе гидролиза (табл. 2).
При внесении кислот в количестве 0,1 и 0,3 % к массе гидролизуемой смеси рН смеси практически не изменился, что подтверждает недостаточный консервирующий эффект. Гидролизуемая смесь с содержанием
0,5 % бензойной или сорбиновой кислот подверглась порче через 96 часов гидролиза. Оптимальным является внесение 0,7-1,0 % бензойной кислоты, что благоприятно сказывается не только на продолжительности гидролиза, но и на органолептических показателях качества гидролизата. Этого нель-
зя сказать о гидролизате, консервируемом сорбиновой кислотой. Данный гидролизат после проведения процесса гидролиза приобрел посторонний запах, не свойственный гидролизатам (самоокисление сорбиновой кислоты протекает очень быстро с появлением прогорклого запаха и пожелтением консервируемого продукта [7]).
Заключение
Анализ литературных данных показал возможность замены кормовой муки, входящей в состав полнорационных кормов, рыбным гидролизатом с заданной глубиной гидролиза. Производство рыбных гидролизатов является перспективным направлением, т. к. решает проблемы комплексной переработки малоценной рыбы, способствует снижению дефицита кормового белка на рынке птицеводства и животноводства, повышает экологичность производства. Разработанные режимы производства гидролизатов позволят получать гидролизаты с заданной глубиной гидролиза, необходимой для полноценного усвоения протеина корма, влияющего на прирост живой массы молодняка и яйценоскость кур-несушек.
СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ
1. Кормление птицы: Справ. / В. Н. Агеев и др. - М.: Агропромиздат, 1987. - 375 с.
2. Хохрин С. Н. Кормление сельскохозяйственных животных. - М.: КолосС, 2004. -692 с.
3. Мухин В., Новиков В. Белковые гидролизаты из отходов переработки морепродуктов // Птицеводство. - 2002. - № 2. - С. 21-23.
4. Петрухин И. В. Корма и кормовые добавки: Справ. - М.: Росагропромиздат, 1989. - 467 с.
5. Бернгард К. Е., Винокурова Г. К. Мелкие речные рыбы - сырье для рыбных гидролизатов // Рыбное хозяйство. - 1988. - № 6. - С. 88-90.
6. Люк Э., Ягер М. Консерванты в пищевой промышленности. Свойства и применение: Пер. с нем. / Науч. ред. М. Н. Пульцин. 3-е изд. - СПб.: ГИОРД, 1998. -255 с.
7. Егоров И. Консерванты кормов - органические кислоты // Птицеводство. -2004. - № 6. - С. 5-8.
8. Костюрина К. В., Цибизова М. Е. Изучение молекулярно-массового состава гидролизата как один из способов получения биологически безопасных продуктов питания // Живые системы и биологическая безопасность населения: Материалы IV Междунар. науч.-метод. конф. студ. и молодых ученых. - М.: МГУПБ, 2005. - С. 26-28.
9. Черногорцев А. П. Переработка мелкой рыбы на основе ферментирования сырья. - М.: Пищ. пром-сть, 1970. - 90 с.
Статья поступила в редакцию 24.03.06, в окончательном варианте - 10.04.06
FISH HYDROLYSATES AS ONE OF THE COMPONENTS OF COMPLETE FEED FOR POULTRY FARMING
M. E. Tsybizova, K. V. Kostyrina
Feed protein is necessary for construction of albumen of young bird body, renewing of worn-out tissues of adult species, egg formation of layers. The aim of investigation is to develop methods of technological processing of fish stuff which is the basis of albuminous hydrolysate production. The tasks of investigation are to choose a preservative and to determine its good concentration. So the preserving effect of used organic preservatives has been studied. The best effect is putting of 0,7-1,0 % of benzoic acid into hydrolysate which has a favorable influence on the length of hydrolysis and on organoleptic indices of hydrolysate quality as well.
