CC BY
29
УДК 636.52/.58.033:636.52/.58.083.37 DOI 10.51794/27132064-2021-1-66
ВЛИЯНИЕ ПРОЦЕССА ЭКСТРУДИРОВАНИЯ НА ПИТАТЕЛЬНЫЕ КАЧЕСТВА КОРМА
Е.И. Слезко, кандидат биологических наук, доцент В.Е. Гапонова, кандидат сельскохозяйственных наук, доцент ФГБОУ ВО «Брянский государственный аграрный университет» E-mail: eslezko@bk.ru
Аннотация. Рассмотрено влияние экструзионной обработки люпина на его питательные свойства. Усвояемость зерновых кормов возрастает до 90%. Отмечено увеличение растворимых веществ в 5-8 раз. Была произведена замена соевого шрота в рационах кормления опытных групп цыплят-бройлеров на экструди-рованный энергосахаропротеиновый комбикорм, что позволило повысить показатели их живой массы. Затраты корма на 1 кг прироста живой массы уменьшились на 100 г. При включении в рацион цыплят-бройлеров энергосахаропротеинового концентрата отмечалось увеличение показателей не только мясной продуктивности, выхода потрошеной тушки, но и массы съедобных частей, что свидетельствует об интенсивном процессе усвоения основных питательных веществ рациона корма. Цыплята-бройлеры, которым вводили в рацион 28% энергосахаропротеинового концентрата с экструдированным люпином без оболочки и 16% энергосахаропротеинового концентрата с экструдированным люпином в оболочке, показали неплохие результаты по белку в мышцах голени - 2,73 и 2,86% соответственно, что говорит об интенсивном процессе метаболизма и более активном использовании питательных веществ корма в биосинтетических процессах мышечной ткани. Данный способ экструзии злаково-бобовых смесей содержит в составе белок и весь набор незаменимых аминокислот, что является аналогом белка животного происхождения. Незначительный недостаток лизина и метионина легко компенсируется введением в премиксы синтетических аналогов. Исследуемые кормовые смеси приготавливались на Почепском комбикормовом заводе Брянской области.
Ключевые слова: люпин, экструзия, термообработка, энергосахаропротеиновый концентрат.
Введение. Экструзия - известный технологический процесс, позволяющий получить текстурированные белки растительного происхождения. Одновременное воздействие температуры и давления при экструзии позволяет получить продукт с губчатой структурой, а не волокнистой, как у филированных продуктов [1]. При этом в одной машине одновременно и беспрерывно происходит ряд таких операций, как перемешивание, нагрев, сжимание, стерилизация, варка и формовка продукта. За короткий период времени в сырье происходят процессы, соответствующие долговременной термической обработке [2, 3, 4]. Данный способ эффективен для повышения питательных свойств люпина [5]. Положительный результат дает и ошелушивание, т. к. улучшаются питательные качества люпина за счет удаления оболочки, содержащей антипитательные вещества [6, 7].
Цель работы - обоснование возможной замены соевого шрота на люпин в рационах
цыплят-бройлеров без отрицательного влияния на продуктивные и убойные качества. Исследуемые в кормлении сельскохозяйственной птицы кормовые смеси изготавливались на Почепском комбикормовом заводе Брянской области.
Материалы и методика исследования. Основу комбикорма на 60-85% составляет зерно. Для качественного экструдирования корма необходимо поддерживать оптимальный температурный режим в пределах 120-200°С. Давление в экструдере не должно превышать 3-5 МПа. Энергоемкость экструдиро-вания неизмельченного зерна в несколько раз выше, чем при экструдировании измельченного, однако качественные показатели экс-трудата из цельного зерна значительно выше. На выходе возможно получить пористый и эластичный продукт, который становится более хрупким по истечении 50-70 секунд. Благодаря кратковременности данного процесса, возможно снизить отрицательный эффект
экструзионной обработки и свести его к минимуму, т. к. обрабатываемый материал находится в экструдере не более 30-90 секунд [8].
При интенсивном развитии экструзион-ной технологии на данный момент имеется мало информации о химических и физических изменениях, которые направлены на формирование текстуры продуктов. Достоверно известно, что под воздействием температуры и давления идет интенсивный процесс денатурации белка, благодаря чему возможно разрушение четвертичной, третичной и, вероятно, вторичной структуры. Активные сдвиги и сжатие в процессе движения материала в кожухе экструдера или же сквозь фильеру вызывают ориентирование молекул на фоне органических сил. В это время идет перераспределение связей, которые обуславливают структуру белка: водородные и ионные связи, дисульфидные мостики. Ряд авторов (Н. 1аупеБ, Т. ЛББап) установили, что происходит уменьшение механической стойкости тексту-рированных продуктов под воздействием свободных аминогрупп белков, которые разрушаются под влиянием нингидрина и процесса сукцинилирования. Благодаря данным исследованиям, была выдвинута гипотеза о формировании амидных связей между белковыми цепочками свободных аминных и карбоксильных групп [9].
Однако другие авторы отрицают данную гипотезу, так как образование текстуры (по их словам) определяется нековалентными связями и дисульфидными мостиками. Кроме того, на образование структуры экструдата влияют и другие компоненты сырья. Например, злаковые содержат в своем составе наибольшее количество крахмала, что характеризуется соотношением амилозы и амило-пектина, а также происходящими в них изменениями - желатинизацией, соединением амилозы и липидов. Это в итоге сказывается на текстуре конечного продукта [10].
Исходя из вышесказанного, следует заключить, что развитие экструзионных технологий, а именно обработка цельного зерна и семядолей люпина, это - важный аспект в научно-технологической практике птицеводства и животноводства, что позволяет из-
готавливать более дешевые корма с использованием передовых технологий переработки люпина, ячменя и тритикале.
Результаты исследования. Была изучена возможность включения в рационы кормления бройлеров кросса «Смена-4» экструдиро-ванного и неэкструдированного энергосаха-ропротеинового концентрата на основе белого и желтого люпина путем замены им соевого шрота. Положительное влияние экстру-дированный энергосахаропротеиновый концентрат (ЭСПК) оказал на показатели продуктивности цыплят-бройлеров и затраты обменной энергии, а также сырого протеина (таблица 1).
Хороший результат был отмечен при включении в рацион кормления энергосаха-ропротеинового концентрата, что отразилось на затратах обменной энергии и сырого протеина. У цыплят-бройлеров 5-й опытной группы отмечались минимальные затраты обменной энергии и сырого протеина - 3,07 МДж или 12,15%, что меньше по отношению ко 2-й, 3-й и 4-й опытным группам, по содержанию сырого протеина превосходили аналоги на 48,59 г или 12,19% соответственно. Цыплятам-бройлерам 4-й и 5-й групп скармливали экструдированный энергосахаропро-теиновый концентрат, о чем свидетельствуют затраты обменной энергии и сырого протеина, которые были меньше на 2,99 МДж (11,84%) и 47,38 г (11,88%) соответственно. Во 2-й опытной группе затраты обменной энергии были меньше контроля на 1,5 МДж или 6,20%, сырого протеина - на 24,91 г (6,25%), в 3-й группе - на 2,20 МДж (8,72 %) и 34,92 г или 8,76% соответственно.
Таким образом, отмечено положительное влияние экструдированного и неэкструдиро-ванного ЭСПК при кормлении цыплят-бройлеров опытных групп, что позволило увеличить прирост живой массы на 6,60; 9,54; 13,43; 13,81% соответственно и при этом уменьшить затраты питательных веществ корма на единицу продукции. Согласно полученным данным при анатомической разделке тушек лучшие убойные качества были отмечены у цыплят-бройлеров опытных групп (таблица 2).
Таблица 1. Показатели продуктивности цыплят-бройлеров и затраты корма на 1 кг прироста за опыт
Показатели Группы (п=15)
1-я контрольная полнорационный комбикорм (ПК) 2-я опытная ПК+12% замещено на ЭСПК молотый, люпин в оболочке 3-я опытная ПК+21,6% замещено на ЭСПК молотый, люпин без оболочки 4-я опытная ПК+16% замещено на ЭСПК экструдирован-ный, люпин в оболочке 5-я опытная ПК+28% замещено на ЭСПК экструдирован-ный, люпин без оболочки
Средняя живая масса на 21-е сутки, г 761,34±23,22 763,48±26,37 762,68±26,83 751,68±23,47 752,00±20,50
Живая масса в конце опыта, г 1869,00±64,85 1944,34±53,74 1975,00±48,86 2007,00±54,95 2011,68±47,99
Валовой прирост за опыт, г 1107,68±50,24 1179,88±42,32 1212,34±34,03* 1255,34±40,93* 1259,68±36,62*
Среднесуточный прирост, г % к контролю 52,71±2,39 100,0 56,19± 2,01 106,7 57,74±1,62* 109,4 59,79±1,96* 113,5 59,99±1,75* 113,9
Сохранность поголовья, % 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0
Затраты на 1 кг прироста: обменной энергии, МДж % к контролю протеина, г % к контролю корма, кг % к контролю 25,26 100,00 398,69 100,00 2,67 100,00 23,68 93,82 374,78 94,76 2,50 94,81 23,05 91,29 363,78 91,25 2,44 91,29 22,26 88,17 351,31 88,16 2,35 88,17 22,18 87,86 350,09 87,85 2,34 87,89
Примечание: *р<0,05 (по сравнению с контрольной группой)
Таблица 2. Показатели мясной продуктивности, г
Показатели Группы (п=15)
1-я контрольная полно-рационный комбикорм (ПК) 2-я опытная ПК+12% замещено на ЭСПК молотый, люпин в оболочке 3-я опытная ПК+21,6% замещено на ЭСПК молотый, люпин без оболочки 4-я опытная ПК+16% замещено на ЭСПК экструдирован-ный, люпин в оболочке 5-я опытная ПК+28% замещено на ЭСПК экструдирован-ный, люпин без оболочки
Предубойная живая масса 2220,0±15,3 2164,3±109,4 2294,3±56,7 2317,7±88,3 2318,3±71,3
Масса непотрошеной тушки 2002,0±49,4 1995,0±108,5 2115,0±60,9 2130,0±86,9 2116,0±69,8
Масса полупотрошеной тушки 1889,0±52,9 1878,0±102,8 1989,0±60,5 1985,0±69,1 1998,0±86,1
Масса потрошеной тушки 1622,0±53,6 1623,0±92,8 1714,0±60,7 1725,0±85,6 1727,0±66,9
Убойный выход, % 73,20 74,99 74,59 74,28 74,48
Железистый желудок 11,0±1,0 12,7±0,5 11,0±0,6 15,8±0,3** 15,3±0,3**
Мышечный желудок 27,7±1,4 30,8±5,8 31,4±1,9 43,8±1,7** 46,0±2,1**
Кишечник 96,7±3,3 100±5,0 111,8±1,7* 115,4±0,7* 111,9±0,9*
Масса съедобных частей 390,7±21,2 317,8±4,5* 375,0±7,2 385,4±8,8 403,4±26,2
*р<0,05; **р<0,01 (по сравнению с контрольной группой)
В 5-й опытной группе отмечено увеличение предубойной массы на 2318,3 г, что на 98,3 г или 4,43% ниже по отношению к контрольной группе. Отмечено увеличение данного показателя в 3 -й и 4-й опытных группах на 3,30 и 4,35% соответственно.
Выход непотрошеной тушки отмечен самым высоким: в 4-й опытной группе - 2130 г, что на 6,39% больше, чем в контрольной группе, и на 0,66% больше, чем в 5-й опытной группе. Масса полупотрошеной тушки пре-
вышала массу контрольной в 5-й опытной группе на 5,77 %. Также отмечалось повышение данного показателя в 3-й и 4-й опытных группах на 5,29% и 5,03% соответственно по отношению к контрольной группе. Масса полупотрошеной тушки незначительно снижалась у 2-й опытной группы на 9,36% по отношению к контрольной группе. Выход потрошеной тушки был меньше на 6,41% по отношению к контрольной группе в 5-й опытной группе. Масса потрошеной тушки у цыплят-
бройлеров 3-й опытной группы была больше на 5,42%, а у 4-й опытной группы - на 6,10% соответственно. Показатели предубойной живой массы (масса непотрошеной тушки, масса потрошеной тушки и масса съедобных частей) были самыми лучшими у цыплят-бройлеров 5-й опытной группы, что свидетельствует об интенсивном процессе метаболизма, а также процессе всасывания основных питательных веществ рациона корма.
Также была изучена возможность введения в рационы цыплят-бройлеров экструди-рованного и неэкструдированного зерна белого и желтого люпина с целью замены им соевого шрота по протеину (на 25% и 50%). В стартовый период было введено в рацион 5,4% и 11,5% зерна люпина от массы комбикорма, в финишный - 6,2% и 13,5%. При скармливании зерна люпина в экструдиро-ванном виде отмечалось повышение живой массы цыплят на 6,1-7,4% по сравнению с результатами, полученными при использовании его в необработанном виде. Максимальный эффект достигался при скармливании экстру-дированного люпина без оболочки при условии балансирования рациона по метионину, о чем свидетельствует повышение массы на 8,9% по сравнению с контрольной группой, где в рацион не добавляли метионин, но данный показатель превосходил показатель контрольной группы, в рацион которой был включен соевый шрот.
Выводы. Белок корма, полученный способом экструзии злаково-бобовых смесей, содержит незаменимый набор аминокислот и схож с белком животного происхождения. При включении в премиксы синтетических аналогов можно восполнить рацион кормления по недостатку лизина и метионина.
Показатели мясной продуктивности также повысились при включении в рацион энерго-сахаропротеинового концентрата; тем самым отмечено увеличение выхода потрошеной тушки у цыплят-бройлеров опытных групп, а также массы съедобных частей, что объясняется более активными процессами усвоения основных питательных веществ рациона корма. При включении в рацион цыплят-бройлеров ЭСПК отмечена положительная
тенденция увеличения продуктивных качеств мяса. Отмечено положительное накопление белка в мышцах голени цыплят-бройлеров 4-й и 5-й опытных групп - на 2,73 и 2,86% соответственно. Цыплята-бройлеры данных групп получали 28% ЭСПК с экструдирован-ным люпином без оболочки и 16% ЭСПК с экструдированным люпином в оболочке, что, собственно, указывает на интенсивное использование белков и активное переваривание белковых веществ в биосинтетических процессах птицы.
Литература:
1. Дягелева А.С. Влияние экструдирования на химический состав кормов // Основные направления кардинального роста эффективности АПК в условиях циф-ровизации. Казань, 2019. С. 309-312.
2. Руцкая В.И., Сорокин А.Е. К вопросу об использовании люпина в кормлении с.-х. животных и птицы // Адаптивное кормопроизводство. 2019. № 1. С. 6-11.
3. Разные способы технологической обработки люпина для повышения его кормовой ценности / Г.М. Шулаев и др. // Вестник ВНИИМЖ. 2018. № 3. С. 152.
4. Пат. 2287295 РФ. Способ получения пищевого продукта из зернобобовых культур / Король В.Ф. и др. Заяв. 28.06.04; Опубл. 20.11.06, Бюл. № 32.
5. Такунов И.П. Люпиновое молоко в кормлении молочных телят // Зоотехния. 2004. № 11. С. 13-15.
6. Пат.263143 РФ. Способ шелушения семян зернобобовых культур / Купреенко А.И. и др. Заяв. 26.05.16; Опубл. 21.09.17, Бюл. № 27.
7. Купреенко А.И., Кондрашова О.Н., Свиридов И.Г. Технология мокрого шелушения семян сои и люпина // Вестник ВНИИМЖ. 2016. № 3(23). С. 118-121.
8. Фролов Д.И., Курочкин А.А. К вопросу совершенствования экструзионных технологий // Инновационная техника и технология. 2015. № 2(3). С. 18-23.
9. Jaynes E. Confidence Intervals vs Bayesian Intervals // Foundations of Probability Theory, Statistical Inference, and Statistical Theories of Science. 1976. P. 175-257.
10. Чудайкин В.В. Эффективность использования протеина и продуктивность бычков на откорме при баро-гидротермической и химической обработке кормов: автореф. дис. к. б. н. Боровск, 2011.
Literatura:
1. Dyageleva A.S. Vliyanie ekstrudirovaniya na himiche-skij sostav kormov // Osnovnye napravleniya kardinal'no-go rosta effektivnosti APK v usloviyah cifrovizacii. Kazan', 2019. S. 309-312.
2. Ruckaya V.I., Sorokin A.E. K voprosu ob ispol'zova-nii lyupina v kormlenii s.-h. zhivotnyh i pticy // Adaptiv-noe kormoproizvodstvo. 2019. № 1. S. 6-11.
3. Raznye sposoby tekhnologicheskoj obrabotki lyupina dlya povysheniya ego kormovoj cennosti / G.M. SHulaev i dr. // Vestnik VNIIMZH. 2018. № 3. S. 152.
4. Pat. 2287295 RF. Sposob polucheniya pishchevogo produkta iz zernobobovyh kul'tur / Korol' V.F. i dr. Za-yav. 28.06.04; Opubl. 20.11.06, Byul. № 32.
5. Takunov I.P. Lyupinovoe moloko v kormlenii moloch-nyh telyat // Zootekhniya. 2004. № 11. S. 13-15.
6. Pat.263143 RF. Sposob shelusheniya semyan zernobobovyh kul'tur / Kupreenko A.I. i dr. Zayav. 26.05.16; Opubl. 21.09.17, Byul. № 27.
7. Kupreenko A.I., Kondrashova O.N., Sviridov I.G. Tek-hnologiya mokrogo shelusheniya semyan soi i lyupina // Vestnik VNIIMZH. 2016. № 3(23). S. 118-121.
8. Frolov D.I., Kurochkin A.A. K voprosu sovershenstvo-vaniya ekstruzionnyh tekhnologij // Innovacionnaya tekh-nika i tekhnologiya. 2015. № 2(3). S. 18-23.
9. Jaynes E. Confidence Intervals vs Bayesian Intervals // Foundations of Probability Theory, Statistical Inference, and Statistical Theories of Science. 1976. P. 175-257.
10. CHudajkin V.V. Effektivnost' ispol'zovaniya proteina i produktivnost' bychkov na otkorme pri barogidrotermi-cheskoj i himicheskoj obrabotke kormov: avtoref. dis. k. b. n. Borovsk, 2011.
IMPACT OF THE EXTRUSION PROCESS ON THE FEED NUTRITIONAL QUALITY E.I. Slezko, candidate of biological sciences, professor associate V.E. Gaponova, candidate of agricultural sciences, professor associate FGBOU VO «Bryansk State Agrarian University»
Abstract. The influence of lupine extrusion treatment on its nutritional properties is considered. The grain feed digestibility up to 90% is increased. It was noted the soluble substances in 5-8 times are increased. Soy meal's broiler chickens feeding rations of experimental groups it was replaced with extruded energy-sugar-protein compound feed, that allowed their live weight indicators to increase. Feed costs per gain of 1 kg of live weight in 100 g were decreased. At energy-sugar-protein concentrate including in the chicken broilers ration, there indicators of not only meat production, gutted carcass's yield output, but also the edible parts' mass was increased, that indicates an intensive process of the feed ration's main nutrients assimilating. Broiler chickens were fed with 28% of energy- sugar -protein's concentrate with extruded lupine without a shell and 16% of energy-sugar-protein concentrate with extruded lupine in a shell, had showed good results in protein of the lower leg's muscles - as 2,73 and 2,86%, respectively, which indicates the metabolism's intensive process and more active use of feed nutrients in the muscle tissue's biosynthetic processes. This method of cereal-legume mixtures' extrusion contains protein and the entire set of essential amino acids, that is an animal protein's analog. The lysine and methionine's slight lack by the synthetic analogues introducing into the premixes is easily regulated. The studied feed mixtures in Bryansk region's Pochepsky combined feed's plant were prepared.
Keywords: lupine, extrusion, heat treatment, energy-sugar-protein concentrate.
