ИНАКТИВАЦИЯ АНТИПИТАТЕЛЬНЫХ ВЕЩЕСТВ ЗЕРНОВЫХ КОМПОНЕНТОВ КОМБИКОРМА

АННОТАЦИЯ

Зерновые (пшеница, ячмень, овёс, рожь, кукуруза, тритикале и др.) содержат ряд антипитательных факторов, которые: снижают переваримость и усвоение корма; уменьшают поедаемость; нарушают обмен веществ; могут вызывать расстройства пищеварения и угнетать рост. Исследование и разработаны способы инактивации антипитательных веществ зерновых компонентов комбикормов. Установлено, что содержание растворимых некрахмалистых полисахаридов (НПС) в зерновых компонентах комбикормов зависит от их вязкости. Чем ниже вязкость зерна, тем меньше в нём содержится растворимых НПС, обладающих антипитательными свойствами. Разработанная методика позволила сделать корм более усвояемым и безопасным, повысить эффективность использования питательных веществ.

ABSTRACT

Cereals (wheat, barley, oats, rye, corn, triticale, etc.) contain a number of anti-nutritional factors that: reduce the digestibility and assimilation of feed; reduce digestibility; disrupt metabolism; can cause digestive disorders and inhibit growth. Methods of inactivation of anti-nutritional substances of grain components of compound feeds have been studied and developed. It has been established that the content of soluble non-starchy polysaccharides (NPS) in grain components of compound feeds depends on their viscosity. The lower the viscosity of the grain, the less soluble NPS it contains, which have anti-nutritional properties. The developed technique has made it possible to make the feed more digestible and safe, and to increase the efficiency of the use of nutrients.

Ключевые слова: зерновые культуры, комбикорма, сельскохозяйственные животные, инактивация компонентов.

Keywords: grain crops, compound feeds, farm animals, component inactivation.

Введение

Основной задачей агропромышленного комплекса является достижение устойчивого роста производства сельскохозяйственных продуктов. Животноводство является важнейшей отраслью сельского хозяйства и занимает особое место в аграрном комплексе.

Главным фактором, сдерживающим развитие птицеводства, является недостаточность кормовой базы и неполноценность производимых комбикормов. При этом главной проблемой во всех странах мира является дефицит в кормовом балансе протеина, энергии, витаминов и микроэлементов [1-3]. Поэтому усилия специалистов направлены на поиск путей удовлетворения потребностей животных в протеине, энергии, витаминах и минеральных веществах в основном за счет увеличения производства и рационального использования кормов [4, 5]. Однако кроме проблемы сбалансированного по всем нормируемым питательным веществам кормления сельскохозяйственной животных, существует проблема усвоения ею этих питательных веществ.

Основными источниками углеводов являются зерновые корма, которые в рационах составляют до 70-80% [6]. К ним относятся пшеница, ячмень, овёс, кукуруза, тритикале и др. Эти компоненты содержат до 85% углеводов, а протеина только от 8 до 15%. Углеводную питательность перечисленных злаков составляет крахмал. Способность птицы к клейстеризация зависит от содержания в зерне некрахмалистых полисахаридов (НПС). К ним относятся пентозаны и β-глюканы, по своей химической структуре похожие на целлюлозу, но отличаются от неё высокой способностью связывать воду [7].

β-глюканы обладают свойствами удерживать воду, создают высокую вязкость содержимого кишечника, а сами остаются непереваримыми и препятствуют усвоению всех питательных веществ, β - глюканы бывают растворимыми и нерастворимыми. Антипитательный эффект создают растворимые β -глюканы, которые даже при хранении зерна в течение 6 месяцев не инактивируются. Хотя для инактивации других НПС (арабиноксиланы, пентозаны, пектиновые вещества) достаточно трёх месяцев хранения зерна.

Проблема, которую создают некрахмалистые полисахариды, — повышенная вязкость зерна высоковязкие растворы. Высоковязкие растворы увеличивают объём химуса, происходит замедление прохождения корма по пищеварительному тракту, снижается поедаемость корма и усвоение питательных веществ. Большое значение имеет организация полноценного кормления, связанная с обеспечением животных всеми элементами питания. В связи с этим рационы должны быть разработаны на основе современных норм кормления и с учетом зональных особенностей в химическом составе кормов.

Цель работы направлена на исследование инактивации антипитательных веществ зерновых компонентов комбикормов.

Материалы и методы

Методы исследования для исследования и анализа состава зерновых культур и комбикормов использованы современные методы физико-химического исследования [8].

Объектом исследования являлись зерновые компоненты, содержащие белковые вещества (пшеница, и продукты их переработки), представленные в виде водных суспензий или растворов белков. Зерновое сырьё предварительно измельчали до однородного состояния. Навеску массой 5–10 г смешивали с дистиллированной водой до получения суспензии с заданной концентрацией (5–15 % сухих веществ). Полученную смесь тщательно перемешивали и выдерживали при температуре (20 ± 1) °C в течение 30 минут для гидратации белковых компонентов. Измерение вязкости проводили методом ротационной вискозиметрии. В качестве измерительного прибора использовали ротационный вискозиметр с набором стандартных шпинделей. Скорость вращения шпинделя устанавливали в диапазоне 10–100 об/мин в зависимости от консистенции образца. Температура измерения составила (20 ± 1) °C; время стабилизации образца 2–3 минуты.

Динамическую вязкость (η, Па·с) определяли по показаниям ротационного вискозиметра ВР-01 с учётом коэффициента, соответствующего используемому шпинделю и скорости вращения, согласно его паспорту.

Измерение содержания растворимых β-глюканов проводится ферментативными методами (AOAC Method 995.16/AACC 32-23), основанными на специфическом гидролизе лихеназой и последующим спектрофотометрическим определением, а также гравиметрическими методами, включающими экстракцию, осаждение и взвешивание.

Полученные данные позволяли оценить влияние белковых веществ зерновых культур на реологические свойства суспензий.

Результаты и их обсуждение

Потребление зерна с высокой вязкостью (более 5,5 сПз) приводит к снижению усвоения всех питательных веществ. Поэтому, прежде чем включать в рацион зерно из новой партии, необходимо определить его вязкость, скорректировать процент ввода и дозировку ферментов.

Ферментные препараты позволяют повысить доступность питательных веществ и расширяют возможности применения сырья. Устранить вредное влияние некрахмалистых полисахаридов на переваримость корма можно также с помощью дополнительной обработки его зерновых компонентов. Такой дополнительной обработкой в наших условиях может быть микронизация зерна.

В связи с тем, что основными некрахмалистыми полисахаридами являются β-глюканы, нами изучена зависимость их содержания от вязкости зерна (табл. 1).

Таблица 1.

Содержание растворимых β-глюканов в зависимости от вязкости зерна

Из данных таблицы 1 видно, что при снижении вязкости зерновых кормов до оптимального уровня (4-5,5 сПз) содержание растворимых β - глюканов отсутствует или снижается до предельно допустимого уровня (0,1%). Результаты анализа показывают, что по вязкости зерна можно определять степень инактивации НПС. Кроме этого по вязкости можно определять норму внесения в комбикорм фермента. Это связано с тем, что у кур ферментный спектр пищеварительного тракта ограничен, хотя птицы способны расщеплять крахмал, протеин, липиды. Однако полисахариды некрахмалистой природы не усваиваются и препятствуют переваримости нормируемых органических и минеральных веществ. Использование современных кроссов кур требует обеспечения их не только полноценными кормами, но и определения присутствия в них антипитательных веществ.

Нами изучена вязкость основных зерновых компонентов комбикормов марок ПК-2 и ПК-3, предназначенных для разных половозрастных групп кур (табл. 2). Из данных таблицы 2 видно, что вязкость свежеубранного зерна составляет от 28,4 до 80,3 сПз, что существенно превышает установленный норматив для зерна (4-5,5 сПз). Известно, что вязкость зерна, а вместе с ней и растворимые НПС снижаются в процессе хранения.

Таблица 2.

Вязкость зерна в зависимости от степени их хранения и микронизации, сПз

Проведённый нами анализ по определению вязкости зерна в процессе хранения через три и шесть месяцев показывает, что во всём исследуемом зерне в процессе хранения не происходит инактивация растворимых НПС до предельно допустимого уровня. Так, после трёхмесячного хранения вязкость пшеницы снизилась с 73,4 до 21,0 сПз, а после шести месяцев - до 15,6 сПз, овса - с 74,2 до 36,0 сПз после трёх месяцев хранения и после шести месяцев - до 18,3 сПз. Аналогичная картина наблюдалась во всех исследуемых зерновых компонентах. При этом микронизация этих же зерновых компонентов комбикормов способствовала снижению вязкости до установленных нормативов от 4 до 5,5 сПз. Лучшие показатели по инактивации растворимых НПС были получены при степени микронизации в течение 40 и 60 секунд. Достоверность разности по вязкости по обоим параметрам были одинаковыми (табл. 2). По результатам исследований по определению вязкости зерна можно считать оптимальной степень микронизации 40 секунд, при которой происходит инактивация НПС.

Выводы. Установлено, что увеличение концентрации белка и степени его гидратации приводит к росту вязкости системы, что связано с образованием пространственной белково-крахмальной структуры.

Микронизация зерна позволила достичь частичной денатурации белков, разрушения части микрофлоры и спор грибов, снижения риска микотоксинов (частично), улучшения набухания и желатинизации крахмала, повышения переваримости, улучшения гранулометрического состава.

Установлено снижение вязкости кишечного содержимого, увеличение усвоения энергии, аминокислот, фосфора и кальция, возможность снизить ввод минеральных добавок (фосфатов), уменьшение себестоимости и нагрузки на окружающую среду.

В качестве практической рекомендации можно адаптировать режимы под разные виды животных (особенно эффективно для птицы и молодняка свиней).

Список литературы:

1. Аликаев В.А., Петухова Е.А., Халенева Л.Д., Видова Р.Ф. Руководство по контролю качества кормов и полноценности кормления животных. – М.: «Колос», 1967. – 424 с.6,1
2. NRC (National Research Council). (2011). Nutrient Requirements of Fish and Shrimp. National Academies Press.
3. Lall S.P., Tibbetts S.M. (2009). Nutrition, Feeding, and Behavior of Fish. Veterinary Clinics: Exotic Animal Practice.
4. Lall S.P., Tibbetts S.M. (2009). Nutrition, Feeding, and Behavior of Fish. Veterinary Clinics.
5.  Hardy R.W. (2010). Utilization of plant proteins in fish diets: effects of global demand and supplies of fishmeal. Aquaculture Research.
6. Ищенко, О.Ю. Использование минерального премикса в кормлении молодняка крупного рогатого скота / Т.А. Краснощекова, В.Ц. Нимаева, Н.Б. Плотников, О.Ю. Ищенко // Проблемы зоотехнии, ветеринарии и биологии сельскохозяйственных животных на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. ДальГАУ,- Благовещенск, 2014.- Вып. 21. - с. 8-10.
7. Ищенко, О.Ю. Влияние микронизации зерна и фермента Роксазим G2 G на содержание в нём некрахмалистых полисахаридов / Н.Б. Плотников, Э.Н. Горная, О.Ю. Ищенко // Проблемы зоотехнии, ветеринарии и биологии сельскохозяйственных животных на Дальнем Востоке: сб. науч. тр. ДальГАУ. - Благовещенск, 2012. - Вып. 18.-е. 44-46.
8. Прохоров Е.О. Продуктивность и показатели качества молока коров при включении зерна белого люпина в состав комбикормов / Н.Г1. Буряков, Е.О. Прохоров, Л.О. Прохоров // Материалы I Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы формирования кадрового потенциала для инновационного развития АПК». Минск: БГАТУ, 2016. С. 24-28.