CC BY
79
Манеева Э.Ш., Мирошников С.А.
ГОУ ВПО «Оренбургский государственный университет»
ВЛИЯНИЕ СПОСОБОВ ОБРАБОТКИ ЗЕРНА НА ЕГО ПИТАТЕЛЬНОСТЬ
В статье приводятся результаты сравнительного анализа углеводного состава продуктов из зерна пшеницы, полученных при шелушении, экструдировании и ферментативном гидролизе. Показаны данные экспериментальной оценки питательности полученных продуктов при кормлении бройлеров.
Ключевые слова: зерно, шелушение, экструдирование, ферментативная обработка, углеводный состав, кормление.
Зерно является основным источником энергии в комбикормах для птицы. На его долю приходится до 70 и более процентов [1]. Поэтому рациональное использование зерна представляет практический интерес, и технология переработки зерна является важной составляющей кормопроизводства.
В Росси в общем объеме зерна, расходуемого на кормовые цели, свыше 50% составляет пшеница. По своим питательным свойствам пшеница считается хорошим зерновым кормом для птицы. Но, как и во всех злаковых культурах, в пшенице содержатся некрахмалистые полисахариды (НПС): клетчатка - 2,2-5,2%, арабиноксиланы - 5,5-9,5%, в -глюканы -0,11,5% [2]. Клетчатка организмом птицы практически не переваривается и затрудняет усвоение других питательных веществ корма. Арабиноксиланы и в -глюканы при значительном использовании пшеницы в рационах способствуют повышению вязкости содержимого желудочно-кишечного тракта. Это препятствует действию пищеварительных ферментов и в итоге снижает интенсивность роста птицы.
Поскольку НПС в основном сосредоточены в оболочках, то одним из простых способов повышения питательной ценности зерна является шелушение.
В значительной степени питательная ценность зерна определяется содержанием в нем крахмала. В пшенице содержание крахмала составляет 60-70% [3]. Крахмал в зерне находится внутри растительных клеток в виде микроскопических мелких гранул, поэтому трудно подвергается воздействию пищеварительных ферментов. Чтобы крахмал стал доступен действию ферментов, необходимо освободить его из клеток и оклейстеризовать. Добиться этого можно при экструзионной обработке зерна. В
продукте после экструдирования повышается содержание декстринов, крахмал полностью клейстеризуется, благодаря чему его переваримость возрастает в 2,0-2,5 раза [1]. Так же экст-рудирование повышает доступность аминокислот, переваримость клетчатки.
Наиболее полная трансформация крахмала в декстрины и сахара происходит при гидролизе амилолитическими ферментами [4].
В связи с вышеизложенным мы посчитали целесообразным провести сравнительное исследование влияния процессов шелушения, экструдирования и ферментативного гидролиза зерна или продуктов его обработки на питательную ценность получаемых кормов. На первом этапе были определены оптимальные режимы обработки зерна и их влияние на изменение углеводного состава. На втором этапе для оценки питательности полученных продуктов проводили эксперименты по кормлению птицы.
Материалы и методы
В качестве объекта исследования использовали зерно пшеницы сорта Саратовская 29, прошедшее период послеуборочного дозревания.
Шелушение зерна проводили на комбинированной обоечно-щеточной машине.
Термо-механо-пластическую экструзию плющеных полуфабрикатов использовали в одношнековом экструдере Р3-АЭ-60.
Ферментативный гидролиз сырья осуществляли с использованием амилолитических ферментных препаратов производства «Novozymes» (Дания): Termamyl 120L (термостойкая а -амилаза) и SAN Super 240 L (глюкоамилаза).
Ферментативная обработка сырья проводится в два этапа. На первом этапе осуществляется водно-тепловая обработка: измельченное
сырье смешивается с водой в соотношении 1:22,5 и разжижающим ферментным препаратом ( а -амилаза), нагревается и выдерживается при температуре 90 оС в 60-90 мин. На данном этапе происходит полная клейстеризация и растворение крахмала, что обеспечивает высокую степень атакуемости его осахаривающими ферментами. На второй стадии с помощью глюкоами-лазных ферментных препаратов осуществляется непосредственно осахаривание разжиженного крахмала.
Процесс водно-тепловой обработки и оса-харивания осуществлялся в ультратермостате с автоматическим регулированием температуры в диапазоне = 30...100 оС.
Содержание углеводов в зерне и полуфабрикатах определяли традиционным методами: крахмала - поляриметрическим хлоркальцие-вым методом по ГОСТ 10845-98, декстринов -модернизированным колориметрическим методом М.П. Попова и Е.Ф. Шаненко, общих и редуцирующих сахаров - колориметрическим гек-социаноферратным методом по ГОСТ 5903-89, клетчатки - по ГОСТ 13496.2-91.
Опыты на птице проводились в условиях вивария Оренбургского государственного университета. Для эксперимента были отобраны 100 недельных цыплят-бройлеров кросса «Смена-4», которых методом аналогов разделили на 5 групп (п=20). Продолжительность эксперимента составила 5 недель. В течение подготовительного периода (7 дней) вся птица находилась в одинаковых условиях кормления и получала комбикорма, состоящие из традиционного набора компонентов, сбалансированные по питательности. Кормление подопытной птицы осуществляли в соответствии с рекомендациями ВНИТИП (2000). С 15 дневного возраста цыплят-бройлеров перевели на рационы, содержащие изучаемые компоненты. Схема эксперимента приведена в таблице 1. При этом в стартовый комбикорм изучаемые компоненты вносили в количестве 30% от рациона взамен пшеницы, а в ростовой - в количестве 23,2% взамен пшеницы и ячменя.
В ходе эксперимента проводился ежесуточный учет потребления птицей корма по каждой группе. Оценка особенностей роста и развития подопытной птицы осуществлась путем ежесуточного индивидуального взвешивания. На ос-
новании полученных данных изучали динамику ее роста.
Статистическая обработка полученных данных проводилась с использованием методов вариационной статистики по Г.Ф. Лакину [6].
Результаты и их обсуждение
С целью повышения эффективности шелушения зерна в предварительных исследованиях были определены режимы его увлажнения и подсушивания. Установлено, что увлажнение зерна до влажности 19,3.19,5%, последующее его кратковременное подсушивание при температуре 90.105 0С в течение т = 3.5 мин позволяет при шелушении в обоечно-щеточной машине получить выход ядра 84.85% (при зольности 1,15.1,2%). Показанные режимы позволяют наиболее полно отделить оболочки при наименьшем содержании битого ядра, а следовательно, и наименьших потерях крахмала.
Обработку полученного ядра в экструдере осуществляли при температуре 100.115 оС.
В таблице 2 представлен углеводный состав полученных продуктов. Анализ данных свидетельствует о значительных достоверных изменениях в их содержании.
В частности, в продукте после шелушения повышается содержание крахмала на 3,7% и снижается содержание клетчатки на 1,6%. Это обусловлено отделением оболочек, богатых клетчаткой, от крахмалистого ядра. При этом заметных изменений в содержании сахара и декстринов не наблюдается.
Значительная трансформация углеводов в сырье происходит при экструзии. Содержание
Таблица 1. Схема эксперимента на птице
Группа Период опыта
подготовительный учетный период
возраст, суток
7-14 15-42
контрольная ОР ОР
I опытная ОРі
II опытная ОР2
III опытная ОР3
IV опытная ОР4
Примечание: ОР -основной рацион;
ОР1 - введение в рацион пшеничного ядра;
ОР2- введение в рацион экструдированного ядра;
ОР3- введение в рацион ферментированного ядра;
ОР 4— введение в рацион ферментированного экструдата.
Таблица 2. Содержание углеводов в сухом веществе зерна и продуктах его переработки,%
Продукт Углеводы
крахмал декстрины сахар клетчатка
Зерно 58,5±1,34 0,15±0,01 1,16±0,45 2,26±0,38
Шелушенное зерно (ядро) 62,2±1,08* 0,17±0,05 1,84±0,72 0,63±0,25*
Экструдированное ядро 41,1±1,22* 20,78±0,04* 1,05±0,51 0,55±0,12*
Осахаренное ядро 4,3±1,07* 21,74±0,07* 42,82±0,55* 0,52±0,18*
Осахаренный экструдат 2,5±1,23* 11,36±0,05* 48,95±0,97* 0,44±0,20*
Примечание: *Р<0,05
Таблица 3. Основные результаты опыта
Показатель Группа
контрольная I опытная II опытная III опытная IV опытная
Живая масса, г:
в 14 дней 257,3±17,34 256,3±26,70 265,3±17,46 254,3±32,12 259,0±10,64
в 28 дней 840,3±30,68 753,7±27,87 818,7±41,74 722,3±26,73* 755,3±30,25
в 42 дня 1525,0±61,59 1541,0±55,88 1612,3±75,88 1495,3±43,91 1536,7±76,72
Среднесуточный прирост, г 47,0±1,88 47,6±1,71 49,9±2,29 46,0±1,39 47,3±2,75
Затраты корма на бройлера, кг 2,393 2,335 2,376 2,303 2,372
Затраты корма на 1 кг прироста, кг 1,88 1,81 1,76 1,85 1,86
Примечание: *Р<0,05
крахмала снижается на 21,1% за счет превращения его в декстрины. Снижение сахара (на 0,79%) может быть обусловлено участием их в реакции меланоидинообразования. Массовая доля клетчатки в экструдате изменяется незначительно по сравнению с его содержанием в ядре, поскольку выбранные режимы экструди-рорвания не способствуют ее разрушению.
Осахаривание сырья способствует наиболее полному превращению крахмала в легкоус-ваеваемые соединения. В осахаренном ядре крахмал более чем на 90% гидролизуется до декстринов и сахаров. При этом содержание сахаров в 2 раза превышает содержание декстринов. В осахаренном экструдате сахаров больше, чем декстринов, в 4 раза, что объясняется большей эффективностью процесса осахаривания лучше подготовленного сырья.
Введение в рацион птицы полученных продуктов переработки зерна не способствовало повышению интенсификации ее выращивания (табл. 3).
Так за первые две недели живая масса цыплят всех опытных группы была ниже, чем в контрольной. Но достоверные различия наблюдались только между контрольной и III опытной группами. За вторую половину эксперимента
цыплята опытных групп росли интенсивнее и живая масса в I, II и IV опытных группах превысила живую массу контрольной группы на 16, 87 и 11 г (Р>0,05).
Среднесуточный прирост в I, III и IV группах отличается незначительно от этого показателя в контрольной группе. Наибольший среднесуточный прирост живой массы цыплят-бройлеров наблюдается во II опытной группе - 49,9 г, что выше, чем в контроле, на 2,2 г и выше, чем в III группе, на 3,9 г. Можно предположить, что отсутствие выраженного продуктивного действия кормов, подготовленных по различным технологиям, стало следствием снижения содержания протеина в зерновке после отделения оболочек.
Как показали результаты исследования, поедаемость кормов за весь эксперимент в опытных группах оказалась меньше, чем в контрольной. Разница с I группой составила 58 г, со II - 17, с III - 90 и с IV - 21 г, или 2,42; 0,71; 3,76 и 0,87% соответственно.
Затраты корма на 1 кг прироста также были ниже во всех опытных группах по сравнению с контрольной. В I группе затраты корма были ниже на 3,7%, во II - 6,4%, в III - на 1,6% и в IV - на 1,1%. Следовательно, можно сделать вывод, что питательность опытных рационов
была выше, чем контрольного. Однако затраты корма на 1 кг прироста в III и IV группах были выше, чем в I и II группах.
Таким образом, опыты показали, что наилучшие результаты получены при введении в рацион птицы зерна, освобожденного от оболо-
чек и подвергнутого последующей экструзионной обработке. Необходимо отметить, что процессы шелушения и экструдирования являются достаточно энергоемкими. Поэтому требуется тщательный экономический анализ целесообразности получаемого положительного эффекта.
Список использованной литературы:
1. Фисин В.И, Егоров И.А., Околелова Т.М., Имангулов Ш.В. Научные основы кормления сельскохозяйственной птицы. — Сергиев-Пасад: ВНИТИП, 2008. - 351 с.
2. Петрухин И.В. Корма и кормовые добавки: Справочник. — М.: Росагропромиздат, 1989. - 526 с.
3. Козьмина Н.П. Биохимия зерна и продуктов его перерботки. — М.: Колос, 1976. - 375 с.
4. Кислухина И., Кюдулас О. Биотехнологические основы переработки растительного сырья. — Каунас: Технология, 1997. - 184 с.
5. Лакин Г.Ф. Биометрия. - М.: Изд-во «Высшая школа», 1990. - 352 с.
