Разработка технологии, обеспечивающей повышение кормовой ценности зерна бобовых культур для производства комбикормов

В условиях интенсивного ведения животноводства, проблема обеспечения его кормовым белком имеет исключительную важность. Белок является незаменимым компонентом всех рационов. Сбалансированность кормов по белку снижает затраты на производство единицы продукции и себестоимость, повышает рентабельность животноводства. При производстве комбикормов в качестве источника белка используются компоненты растительного, животного и микробиологического происхождения. К первым относятся жмыхи и шроты, и в незначительном количестве горохко вторым — рыбная, мясная и мясокостная мукак третьим — кормовые дрожжи и различные их модификации, например, биотрин, билотин и др. Каждый из перечисленных компонентов имеет свои преимущества и недостатки. Например, использование животного белка сдерживается его дороговизной. Жмыхи и шроты содержат большое количество клетчатки. Микробный белок в больших количествах (не более 4−5% или 20% по протеину) не используется из-за негативного влияния нуклеиновых кислот на организм животных. Удельная масса перечисленных компонентов в вырабатываемых отечественной промышленностью комбикормах составляет: горох — 3,5%- жмыхи и шроты -8−9%- корма животного происхождения — 0,7 — 1,0%, что является явно недостаточно. Увеличение производства гороха часто сдерживается низкой, по сравнению со злаковыми культурами, урожайностью. Поэтому важным резервом для улучшения баланса белка в комбикормовой промышленности является расширение в посевах других, кроме гороха, зернобобовых культур.

Актуальность проблемы.

В современных условиях появления новых высокопродуктивных пород и кроссов сельскохозяйственных животных и птицы, приоритетным направлением является производство полнорационных сбалансированных комбикормов высокого качества. Повышение качества комбикормов сдерживается дефицитом белкового сырья.

Из белковых компонентов в составе комбикормов в настоящее время используется дорогостоящий животный белок и импортируемый из-за рубежа соевый шрот. Зернобобовые культуры, за исключением гороха, который в незначительных количествах присутствует в рецептах, практически не применяется в производстве комбикормов. В последнее время российскими селекционерами созданы новые сорта бобовых культур (кормовой горох или пелюшка, вика, люпин, кормовые бобы), которые требуют изучения. Кроме того, в России увеличились посевные площади, занятые под соей, которую стали районировать не только на Дальнем Востоке, но и в Ставропольском, Краснодарском краях и даже в некоторых районах Центрального Черноземья. Одним из перспективных направлений использования сои является создание высокоэнергетического корма, способного заменить в составе комбикормов животный белок и растительное масло.

Широкое применение зернобобовых культур в производстве комбикормов сдерживается наличием в них антипитательных веществ, ингибирующих протеолитические ферменты желудочно-кишечного тракта животных (ингибиторы трипсина, химотрипсина), оказывающие отрицательное воздействие на переваримость питательных и минеральных веществ (таннины, фитиновая кислота, металлсвязывающие компоненты, лектины), влияющих на вкусовые качества корма (сапонины). Более того, зернобобовые культуры содержат вредные вещества токсического действия (цианогенные гликозиды, алкалоиды), вызывающие в определенных концентрациях отравление животных.

При нагревании большинство антипитательных веществ теряют свою активность. Однако, зерно бобовых культур до настоящего времени используется на кормовые цели в необработанном виде. Семена сои вообще не используются в кормопроизводстве, так как присутствующие в ней антипитательные вещества не только снижают эффективность, но и приводят к различным заболеваниям животных. Технология тепловой обработки зерна кормового гороха, вики и других бобовых культур до настоящего времени не разрабатывалась. В связи с этим проведение исследований, направленных на повышение кормовой ценности зерна бобовых культур путем инактивации антипитательных веществ с применением его в составе комбикормов различного целевого назначения взамен животного белка, соевого шрота и растительного масла является актуальным.

Цель и задачи исследования

.

Целью работы является повышение кормовой ценности зерна бобовых культур (кормового гороха, кормовых бобов, вики, люпина, сои) за счет инактивации антипитательных веществ и использование его в составе комбикормов различного целевого назначения и кормовых концентратов. Для достижения ^ поставленной цели предполагалось решение следующих задач: изучение зерна бобовых культур (кормового гороха, кормовых бобов, вики, люпина и сои) перспективных сортов на основе анализа химического состава, антипитательных и вредных веществ с выявлением целесообразности его обработки и использования в качестве компонента комбикормаопределение эффективности различных способов обработки, обеспечивающих снижение антипитательных свойств и повышение переваримости питательных веществ зерна бобовых культуризучение кинетики инактивации ингибиторов трипсина, химотрипсина и изменения белковой фракции зерна кормового гороха, кормовых бобов, викиразработка рациональных режимов обработкиЛ — изучение процесса экструдирования сои и ее композиций с другими бобовыми культурами при использовании экструдеров различных марок и разработка рациональных режимовразработка рецептов комбикормов и кормовых соевых концентратов с использованием обработанного зерна бобовых культур, исследование их качественных характеристик и питательностизоотехническая оценка комбикормов и кормовых соевых концентратов, содержащих обработанное зерно бобовых культур на сельскохозяйственных животных и птицеф — разработка технологической линии переработки зерна бобовых культур при производстве комбикормов и кормовых соевых концентратов. разработка технологического регламента и технических условий на продукцию для реализации технологии в производстве. Научная новизна работы.

Изучено влияние тепловой обработки на антипитательные вещества и белковой комплекс кормовых гороха и бобов, вики, люпина перспективных сортов и выявлен наиболее эффективный способ повышения кормовой ценности данного зерна — экструдирование с пропариванием. Научно обоснованы режимы обработки, обеспечивающие инактивацию антипитательных веществ без ухудшения качества белка. ^ Исследован процесс экструдирования полножирной сои с применением экструдеров различных марок. Обоснована совместная переработки сои с другими бобовыми культурами, в частности с горохом, для использования в составе комбикормов.

Определены нормы ввода полножирной сои в рецепты комбикормов для цыплят-бройлеров, кур-несушек, молодняка свиней.

Практическая ценность.

Разработана технология повышения кормовой ценности зерна бобовых культур за счет снижения активности антипитательных факторов.

Разработаны и апробированы рецепты комбикормов, содержащих обработанное зерно бобовых культур, и кормовых соевых концентратов для сельскохозяйственной птицы и молодняка свиней.

Установлены рациональные режимы процесса экструдирования гороха, кормовых бобов, пелюшки, вики, сои и ее композиций с другими бобовыми культурами.

Проведены зоотехнические испытания комбикормов, содержащих обработанное зерно бобовых культур, на птицефабрике «Гремколодезная» и в спецхозе «Вишневский», Воронежской области.

Основные результаты работы внедрены в цехе комбикормов спецхоза «Вишневский», Воронежской областина заводе ООО «НПК «Белком», г. Курган, в производстве ООО «НПП «Экспро», г. Старый Оскол, Белгородской области.

Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы доложены на заседаниях Ученого совета Всероссийского научно-исследовательского института комбикормовой промышленности (г. Воронеж, 1992;2003 гг.), научных конференциях профессорско-преподавательского состава Воронежского аграрного университета им. К. Д. Глинки (1995:96 гг.), научно-практических семинарах и конференциях, проводимых во Всероссийском научно-исследовательском институте комбикормовой промышленности (20 012 005 гг.).

ВЫВОДЫ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

По результатам проведенных исследований сделаны следующие выводы и практические рекомендации.

1. Бобовые культуры перспективных сортов: горох Орловчанин, кормовые бобы Янтарные, пелюшка Орпелла, вика Орловская-84, соя Белгородская-48, люпин Ладный, содержащие от 20 до 35% белка и все незаменимые аминокислоты, целесообразно использовать в производстве комбикормов в качестве заменителя животного белка и соевого шрота при условии балансирования их по метионину и лизину.

2. Зерно бобовых культур выше названных сортов, за исключением люпина, обладает средним уровнем трипсини химотрипсинингибиторной активности, соя — высоким. В бобовых культурах обнаружены и количественно определены вещества токсического действия (цианогенные гликозиды в вике — 2,73 мг/100 г и алкалоиды в люпине — 0,06% 0,67%).

3. Средний уровень содержания антипитательных и токсических веществ в зерне гороха, пелюшки, вики и люпина предопределяет необходимость его специальной обработки, снижающей активность ингибиторов трипсина и химотрипсина и разрушающей структуру алкалоидов люпина. Высокий уровень содержания антипитательных веществ в сое требует обязательной ее обработки.

4. Сравнение различных способов тепловой обработки, используемых в комбикормовой промышленности, с точки зрения влияния на антипитательные факторы и белковый комплекс зерна гороха, пелюшки, вики, люпина и кормовых бобов показало, что наиболее эффективным является пропаривание и экс-трудирование.

5. Пропаривание зерна при давлении пара 0,15 — 0,25 МПа до влажности 16−18% и последующее экструдирование при температуре 110−125°С приводит к инактивации ингибиторов трипсина и химотрипсина на 70−80%, незначительному росту атакуемости белков трипсином и повышению в 2,5−4 раза атакуемости углеводов амилазами.

6. Снижение активности ингибитора трипсина сои без ухудшения качества белка и сохранения допустимого уровня его растворимости достигается путем экструдирования ее при температуре 125−130°С. Данная температура обеспечивается применением в выходной головке экструдера фильеры с отверстием диаметром 3−4 мм.

7. Совместная переработка семян сои с бобовыми культурами в соотношении 1:1 повышает стабильность работы и производительность экструдера, позволяет получить кормовые соевые концентраты с низким уровнем антипитательных веществ при температуре обработки 125−135оС, которая достигается использованием в выходной головке экструдера фильеры с отверстием 4−5 мм.

8. Зоотехническая оценка показала повышение эффективности комбикормов, содержащих обработанное зерно бобовых культур. Ввод полножирной сои в состав комбикорма для цыплят-бройлеров, кур-несушек и молодняка свиней в количестве, соответственно, 15−25%, 15% и 10% взамен соевого шрота, растительного масла и, частично, рыбной муки обеспечивает повышение продуктивности животных и птицы, снижение затрат корма. Наибольшая эффективность получена в результате применения соевых концентратов.

9. Для промышленной реализации технологии переработки семян соевых бобов разработаны ТУ 9296−038−932 117−2004 «Соя полножирная кормовая. Технические условия» и ТУ 9296−039−932 117−2004 «Корм соевый. Технические условия», TP 932 117−01−2003 «Технологический регламент линии производства кормовых соевых продуктов».

10. Разработанная технология переработки сои позволит экономить дорогостоящее сырье животного происхождения, соевый шрот и растительное масло с получением прибыли в размере 2 млн. 129 тыс. рублей в год от реализации 3468 тонн кормового соевого концентрата. Использование комбикормов с полножирной соей обеспечит увеличение прибыли в размере 9 рублей на одного цыпленка-бройлера в год, с соевым концентратом — в размере 45 рублей на одну курицу-несушку или 99 рублей на одного поросенка.