Результаты исследований

Фракционная структура, питательная ценность и химический состав корма в зависимости от тонины помола зернового сырья

Предпосылкой для изучения возможности использования отходов зернового производства как конкурентного кормового средства послужили данные питательной ценности и химического состава пшеничных отрубей и зерноотходов в сравнении с пшеницей являющейся основной составной частью рационов птицы и моногастричных животных.

По содержанию основных питательных веществ пшеничные отруби и зерноотходы превышают пшеницу. Так, сырого протеина в пшеничных отрубях больше в 1, 3 раза; сырого жира в 1, 9 раза; лизина в 2, 3 раза. Зерноотходы сопоставимы с пшеницей по обменной энергии, сырому протеину, лизину и превышают её по содержанию жира в 1, 4 раза. Высокое содержание в отрубях и зерноотходах сырой клетчатки (в 3, 4 – 2, 7 раза превышающее таковое в пшенице) препятствует гидролизу основных питательных веществ зернового сырья. Устранение данного препятствия решается путем тонкого помола.

При размоле грубоволокнистых субстанций, таких как отруби и зерноотходы на мельнице МП – 250 основная часть сырья имеет размеры кормовых частиц до 200 мкм – «тонкая фракция» остальная свыше 200 мкм, называемая нами «крупная фракция». Фракционный состав зависит как от способности сырья к измельчению, так и от степени открытия заслонки, регулирующей его поступление на мельницу.

Установлено, что выход тонкой фракции при прочих равных условиях при размоле пшеничных отрубей либо имеет тенденцию к снижению, либо достоверно ниже, чем при размоле зерноотходов. Доля тонкой фракции при 100 %-ном открытии заслонки в пшеничных отрубях и зерноотходах составляет 50, 0 – 52, 2 %; при 75 %-ном – 72, 3 – 75, 6 %; при 50 %-ном – 81, 4 – 84, 5 %.

Отсутствие сведений о влиянии размера кормовых частиц на их физиологические свойства определило интерес на изучение питательной ценности, химического состава, протеолитической активности и переваримости корма в зависимости от размеров его частиц.

Питательная ценность кормовых частиц характеризуется многими показателями, и в первую очередь, содержанием протеина, отвечающего за формирование белка в организме.

В свою очередь полноценность протеина во многом зависит от наличия в нем незаменимых (критических) аминокислот: лизина и метионина. Содержание сырого жира, являющегося источником энергии также рассматривается как компонент повышающий ценность корма, тогда как высокое содержание сырой клетчатки снижает питательную ценность корма при использовании его в кормлении моногастричных животных. В какой степени величина размеров кормовых частиц пшеничных отрубей сказывается на их питательной ценности отражено в Таблица 1.

Таблица 1 - Питательная ценность различных фракций активированного корма из пшеничных отрубей (АВД), %

Примечание. Сравнение с фракцией «200 мкм».

* р< 0, 05, **р< 0, 01, ***< 0, 001 (здесь и далее).

Содержание обменной энергии и сухого вещества в зависимости от тонины помола практически не изменяются в диапазоне от 200 до 600 мкм, тогда как снижение сырого протеина и сырого жира соответственно увеличению размерности фракций выглядят следующим образом: сырой протеин снижается в сравнении с фракцией до 200 мкм в 1, 1–1, 4–1, 6 –2, 6 раза; сырой жир в 1, 1–1, 3–1, 4–1, 5 раза. Содержание незаменимых аминокислот лизина и метионина также распределяется в соответствии с тониной фракций. Лизин с увеличением крупности снижается соответственно в 1, 1–1, 4–2, 6–3, 0раза; метионин в 1, 4–1, 5–1, 7–1, 9 раза. Напротив, прямая положительная связь наблюдается в распределении сырой клетчатки: чем крупнее фракция, тем соответственно выше её содержание в 1, 2–1, 3–1, 4–1, 6 раза.

Аналогичная закономерность влияния крупности кормовых частиц на питательную ценность корма отмечается и при размоле зерноотходов (Таблица 2).

Таблица 2 - Питательная ценность различных фракций активированного корма из зерноотходов (АВК), %

Идентичная динамика по содержанию основных питательных веществ в зависимости от крупности кормовых частиц. Количество сырого протеина снижается, и в соответствии с размерностью 300–400–500–600 мкм это снижение составляет 1, 1–1, 3–1, 4–1, 6раза в сравнении с фракцией 200 мкм.

С увеличением крупности частиц падает и содержание сырого жира в последовательности: 1, 2–1, 4–1, 7–1, 8 раза, при этом в крупных фракциях увеличивается содержание клетчатки в 1, 2–1, 4–1, 5–1, 6 раза. Отмечено снижение содержания лизина в 1, 3, метионина в 3, 0 раза.

Принимая во внимание тот факт, что содержание питательных веществ в исходном сырье есть величина детерминированная, можно предположить, что в размолотой биомассе происходит перераспределение как питательных, так и химических веществ корма в силу различного удельного веса их молекул.

Влияние тонины помола зернового сырья на содержание некоторых жизненнонеобходимых макро- и микроэлементов отражено в Таблица 3.

Таблица 3 - Содержание химических веществ в разных фракциях активированного корма

Примечание. Сравнение с фракцией 200 мкм.

По всем показателям макро- и микроэлементов за исключением меди содержание их снижается по мере увеличения размера кормовых частиц. Так, кальция, фосфора и магния во фракции «600 мкм» в зерноотходах в 3, 4; 1, 8; 2, 4 раза меньше, чем во фракции 200 мкм; в отрубях в 2, 9; 1, 8; 1, 9 раза соответственно. В то же время содержание меди напротив увеличивается с увеличением тонины помола. В крупной фракции из зерноотходов количество меди в 2, 6 раза выше, чем в мелкой; из пшеничных отрубей–в 2, 2 раза. По-видимому, это связано с локализацией данного микроэлемента в грубой клетчатке (стебель, семенные и плодовые оболочки зерна), которая и составляет основную биомассу фракции. Цинк и марганец распределяются согласно обратной зависимости: чем крупнее кормовые частицы, тем меньше их содержание, независимо от того из какого исходного сырья получены фракции-аналоги. Во фракции 600 мкм из зерноотходов снижение содержания цинка и марганца по сравнению с фракцией 200 мкм составляет 1, 9; 2, 4 раза; из пшеничных отрубей–2, 0; 2, 2 раза.

Таким образом, установлено, что при тонком измельчении лучшими показателями питательной ценности и химического состава обладает фракция с размерами кормовых частиц 200 мкм.

Влияние тонины помола зернового сырья на протеолитическую активность кормовых частиц

Тониной помола определяется активность протеолитических ферментов растительного сырья, что было прослежено на пшеничных отрубях и их фракциях (Таблица 4).

Таблица 4 – Влияние тонины помола пшеничных отрубей на протеолитическую активность кормовых частиц

Примечание. Сравнение с исходными отрубями.

Исследования рН-зависимости активности протеаз при разной тонине субстрата показали, что максимальная активность проявляется при помоле с размерами частиц 200 мкм. По сравнению с исходными пшеничными отрубями это увеличение составляло 1, 9-3, 0 раза при рН 3, 4; 1, 4-2, 5 раза при рН 5, 4; 2 раза при рН 8, 4. Экстрагируемого белка во фракции с размерами частиц корма 200 мкм было больше, чем в отрубях, в 1, 3 раза.

При исследовании рН-зависимости активности протеаз экстрактов отрубей разной степени измельченности выявлено три пика активности. Максимальная активность автолиза и денатурированного гемоглобина отмечена в кислой среде при рН 3, 1. С повышением рН активность резко понижается, при рН 5, 0 она составляет около 10-20% от максимальной. Сходные результаты получены для протеаз муки из пшеницы (Mc Donald C.E., Chen L.L., 1964), тритикале (Singh B., 1980), ржи (Bries K. et al., 1999). Максимальная гемоглобинолитическая активность отмечена в мелкой фракции при рН 3, 1 с последовательным снижением в крупной фракции АВД.

Исследования рН-зависимости скорости гидролиза казеина растворимыми ферментами, экстрагируемыми из отрубей и их фракций (рН 5, 0-10, 6), выявили два максимума: при рН 5, 43 и при рН 8, 4. Самая высокая активность отмечена в мелкой фракции, но и в не разделенной на фракции активированной АВД протеолитическая активность была значительно выше, чем в исходном сырье.

Собственная протеолитическая активность корма не имеет значения в питании животных, поскольку активность ферментов желудочно-кишечного тракта весьма велика, для них важен лишь доступ к питательным веществам корма. Животные гидролизуют любое органическое сырье, отвечающее требованиям их ферментативной системы, весь вопрос в полноте этого гидролиза (Таранов М.Т., Сабиров А.Х., 1987). Результаты данной работы позволяют считать, что кормовые частицы размерами до 200 мкм имеют большую контактность с собственными протеазами.

Механизм действия собственных ферментов растения аналогичен действию ферментов желудочно-кишечного тракта животных, поэтому факт усиления протеолитической активности ферментов в зависимости от тонины помола можно принять за критерий оценки взаимоотношений «субстрат — фермент». Однако эти взаимоотношения извне и внутри организма теплокровных не могут быть абсолютно идентичными (Таранов М.Т. и др., 1987), и реальным доказательством доступности кормового средства может служить переваримость питательных веществ, что оценивалось физиологическими опытами.

Переваримость питательных веществ в зависимости от размера кормовых частиц и нормы замены зерна активированным кормом

Конкурентоспособность активированного корма оценивалась по переваримости питательных веществ. Переваримость питательных веществ корма у животных является определяющим фактором в решении вопроса дальнейшего использования кормового средства в животноводстве.

Для оценки влияния размера кормовых частиц на переваримость питательных веществ в качестве тест–объекта в балансовых опытах использовали двухнедельных мускусных утят, в рационы которых вводили разные фракции активированных кормов. При этом первой группе скармливали гранулы из не разделенной на фракции активированной муки, второй–третьей–четвертой–пятой–шестой группам соответственно из муки с размерами кормовых частиц до 200–300–400–500–600 мкм. Опыты выполнялись согласно методических указаний ВНИТИП (2000 г.). Обязательным условием являлось соблюдение предварительного 7–дневного кормления и 5–дневного учетного. Полученные результаты отражены в Таблица 5.

Таблица 5.– Переваримость питательных веществ активированного корма АВД, получаемого из пшеничных отрубей, %

Примечание. Сравнение со второй группой (эталон).

Переваримость сухого и органического вещества не изменялась в зависимости от тонины фракции в указанных пределах. Достоверное снижение переваримости сырого протеина, жира и клетчатки приходилось на 5, 6 группы, где крупность частиц составляла 500 и 600мкм. Разность в сравнении с эталоном составляла соответственно 5, 4–6, 3%; 9, 8–12, 8%; 14, 4–16, 6%. При этом не разделенная на фракции биомасса имела коэффициенты переваримости, сопоставимые с таковыми в мелкой фракции (2-ая группа). Исключение составляла переваримость сырой клетчатки, она была ниже, чем в мелкой фракции на 9, 0 %.

Аналогичные закономерности отмечались и при использовании той же схемы кормления кормовым средством АВК.

Таким образом, было установлено, что с увеличением размера кормовых частиц переваримость питательных веществ снижается, либо имеет тенденцию к снижению. При этом не разделенная на фракции биомасса гидролизуется так же, как и мелкая фракция, что объясняется наличием в ней около 70 % состава фракции до 200 мкм. Это послужило основанием для использования в дальнейших экспериментах по оценке максимально возможной нормы замены зерна активированным кормом не разделенную на фракции субстанцию.

Серийные опыты выполнялись на цыплятах–бройлерах, мускусных и пекинских утятах разных возрастов.

При использовании активированных кормов в рационах кормления 37-дневных цыплят-бройлеров были получены следующие результаты по переваримости питательных веществ кормосмесей с 75%-й заменой зерна на АВД и АВК (Таблица 6).

Таблица 6 – Переваримость питательных веществ у цыплят-бройлеров при скармливании им в составе кормосмеси активированных кормов, %

Примечание. Сравнение с контролем.

Активированные корма по переваримости сырого протеина, жира и клетчатки были сопоставимы с контролем. Переваримость безазотистых экстрактивных веществ во 2-й группе значительно ниже, чем в контроле и в 3-й группе (75, 1 % против 84, 0 и 84, 2).

Из двух сравниваемых форм активированного корма (АВД и АВК) большая переваримость сырого протеина и БЭВ отмечена в группе цыплят, содержащихся на АВК (83, 2; 84, 2 против 76, 2; 75, 1 — в группе с использованием АВД). Меньшая переваримость указанных элементов питания АВД, по-видимому, связана с тем, что более 30% массы составляют грубые частицы корма размерами свыше 200 мкм, препятствующие более полному гидролизу (Tester R.F. et al., 2004). Кроме того, переваримость зависит от крупности молекул питательных веществ – легче гидролизуются мелкие молекулы (Эрберсдоблер Г., 1980; Баттерхем Е.С., 1982).

Низкая переваримость сырой клетчатки во всех группах (7, 7-8, 6%) является характерной особенностью курообразных, у которых недостаточное развитие слепых отростков в желудочно-кишечном тракте исключает синтез ферментов, гидролизующих клетчатку.

Способность к перевариванию одних и тех же питательных веществ у разных видов птицы различна, поэтому переваримость питательных веществ активированных кормов оценивали на 1, 5-месячном молодняке пекинской и мускусной уток. Зерновую часть рационов на 75 и 100% заменяли активированным высокоферментативным кормом (АВК), получаемым из зерноотходов.

При этом были получены следующие показатели переваримости питательных веществ при 100% замене зерна на АВК в опытах с пекинскими утятами.

Переваримость сырого протеина составила 83, 9% против 79, 1 – в контроле, сырого жира 90, 5 против 86, 3, сырой клетчатки 49, 9 против 67, 0, сухого и органического вещества 84, 4 – 86, 6 и 85, 5 – 88, 6 соответственно.

Аналогичные выводы получены и в опыте с мускусными утятами (Таблица 7).

Таблица 7 – Переваримость питательных веществ АВК у молодняка мускусной утки, %

В данном опыте было установлено, что полная замена зерновой части АВК не снижает переваримость питательных веществ корма в сравнении с контролем. Переваримость сухого и органического вещества варьировала в пределах 79, 8-83, 2 и 82, 8-86, 4% соответственно. Сырого протеина 81, 4 — 83, 2%. Переваримость сырого жира была выше в опытных группах (91, 4 — 92, 0% против 73, 4 в контроле), что увязывается с представлением более полного гидролиза жира в связи с его лучшей доступностью. Однако по переваримости сырой клетчатки показатели в обеих опытных группах ниже, чем в контроле, на 20, 5-14, 5%.

Полученные данные явились основанием рассчитывать на возможность полной замены зерна активированным высокоферментативным кормом из зерноотходов в рационах сельскохозяйственной птицы.