Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 11
1.1. Состояние и перспективы развития молочного козоводства в мире и России 11
1.2. Особенности протеинового кормления коз 16
1.3. Влияние жмыхов и шротов масличных культур на молочную продуктивность коз 25
2. Материалы и методы исследований 39
3. Результаты собственных исследований и их обсуждение 45
3.1. Эффективность использования различных видов жмыхов в рационах лактирующих коз зааненской породы 45
3.1.1. Анализ химического состава и питательности жмыхов и рационов кормления подопытных животных 45
3.1.2. Влияние скармливания различных видов жмыхов на молочную продуктивность коз зааненской породы 49
3.1.3. Влияние скармливания различных видов жмыхов на органолептические, физико-химические и санитарно-гигиенические показатели молока подопытных коз 51
3.1.4. Оценка технологических свойств молока 60
3.1.5. Фракционный состав белков молока коз 64
3.1.6. Жирнокислотный состав молока подопытных коз 66
3.1.7. Влияние изучаемых добавок на физиологическое состояние, морфологические и биохимические показатели крови подопытных животных 70
3.2. Эффективность использования кормовых добавок из семян рыжика в рационах лактирующих коз 74
3.2.1. Анализ химического состава, питательности кормов из семян рыжика и рационов кормления подопытных коз 74
3.2.2. Влияние скармливания кормов из семян рыжика на молочную продуктивность коз зааненской породы 79
3.2.3. Влияние скармливания кормовых добавок из семян рыжика на органолептические, физико-химические, санитарно-гигиенические показатели и технологические свойства молока подопытных коз 81
3.2.4. Физиологическое состояние, морфологические и биохимические показатели крови подопытных животных 86
3.2.5. Качество кисломолочных продуктов из молока подопытных коз 88
3.3. Экономическая эффективность использования кормов из семян масличных культур в кормлении молочных коз 93
Заключение 96
Предложения производству 98
Перспективы дальнейшей разработки темы 98
Список литературы 99
Приложения 120
- Особенности протеинового кормления коз
- Влияние скармливания различных видов жмыхов на органолептические, физико-химические и санитарно-гигиенические показатели молока подопытных коз
- Анализ химического состава, питательности кормов из семян рыжика и рационов кормления подопытных коз
- Экономическая эффективность использования кормов из семян масличных культур в кормлении молочных коз
Особенности протеинового кормления коз
Коза – типичное жвачное животное. Главной анатомической особенностью жвачных является наличие и функционирование системы преджелудков (рубец, сетка, книжка), которая определяет физиолого-биохимические особенности обмена веществ, рост и развитие организма, секрецию и состав молока. Пищеварение в преджелудках происходит благодаря микроорганизмам, которые обладают уникальной способностью расщеплять клетчатку кормов до ЛЖК - летучих жирных кислот (уксусной, пропионовой и масляной).
По данным В. Курилова, А.П. Кроткова (1971), А.М. Лапотко, А.Л. Зиновенко (2008), в 1 мл содержимого рубца находится до 100 млрд. микроорганизмов (1010 бактерий, 1010 простейших и 109 грибов). Масса бактерий, образующихся ежесуточно, в зависимости от объёма рубца составляет 3…7 кг.
С помощью микроорганизмов в рубце частично перевариваются целлюлоза, ксилан, пектин и лигнин, а получающиеся при этом продукты и сопутствующие углеводы сбраживаются с образованием летучих жирных кислот, углекислоты и метана (B.A. Dehority, J. Grubb, 1991; Н.С. Шевелев, А.Г. Грушкин, 2003, 2005). Крахмал, сахара, аминокислоты кормов также сбраживаются в рубце до ЛЖК.
По данным Е.Л. Ревякина, Л.Т. Мехрадзе, С.И. Новопашиной (2010), благодаря хорошо развитому пищеварительному тракту, козы могут переваривать корма, содержащие до 64% клетчатки. ЛЖК после всасывания используются для поддержания физиологических функций и синтеза компонентов продукции.
Протеин кормов микроорганизмы рубца расщепляют до аммиака и других простых азотистых соединений и синтезируют микробный белок. Микробный белок в кишечнике распадается до аминокислот, которые всасываются в кровь и используются организмом для синтеза тканевых белков, ферментов, гормонов, антител. Исследованиями Б.Д. Кальницкого (2002) установлено, что переваримость микробного протеина в кишечнике жвачных составляет 70%, а 50% кормового протеина превращается в молоко и мясо.
Следует добавить, что микроорганизмы рубца синтезируют также витамины группы В.
По данным В.Г. Скопичева (2002), В.Е. Улитько, Л.А. Пыхтиной, В.В. Козлова (2009), эффективное функционирование рубцовой микрофлоры зависит от ряда факторов: температуры, рН рубцовой жидкости, осмотического давления, поступления корма, оттока продуктов переваривания, наличия антипитательных веществ и др.
Величина рН рубцовой жидкости зависит от баланса между образованием кислот брожения и их нейтрализацией и всасыванием. Нейтрализация кислот происходит за счет буферных свойств слюны, которая выделяется при пережевывании корма. Оптимальный период жвачки обеспечивается оптимальным содержанием клетчатки в рационе и размером частиц корма.
По данным K. Cunningham (1996), F. Santos (1998), нормальное функционирование рубцовой микрофлоры зависит от уровня доступной энергии, легкоферментируемых углеводов, азотистых соединений и минеральных веществ. Так, большое содержание в рационе кукурузного силоса и протеиновых кормов с низкой степенью распадаемости протеина (кукурузный глютен, соевый шрот) приводит к недостатку доступных азотистых соединениях, что отрицательно влияет на микрофлору.
При скармливании бобовых силосов, подсолнечного шрота наблюдается недостаток легкоферментируемых углеводов, что угнетает развитие и функционирование микроорганизмов рубца. По данным Е.Л. Харитонова (2008), на микрофлору рубца негативное влияние оказывает избыток ненасыщенных жирных кислот.
Научно-обоснованное кормление жвачных животных, в том числе и коз, основано на этих положениях (Е.Л. Харитонов, 2008; Е.Л. Ревякин, Л.Т. Мехрадзе, 2010).
В последние годы накоплен обширный материал и сформулированы новые подходы к протеиновому питанию жвачных животных с учетом степени растворимости и расщепляемости протеина кормов в пищеварительном тракте. Слово «протеин» происходит от греческого protos - первый. В отличие от других органических веществ протеин содержит 16% азота. В биохимии протеином называют простые белки, состоящие только из аминокислот. В кормлении животных под сырым протеином понимают все азотсодержащие вещества корма: белки - высокомолекулярные органические соединения, построенные из аминокислот, а также амиды - азотистые соединения небелкового характера.
Это вещество занимает первостепенное значение в кормлении животных, так как его нельзя заменить другими. Академик А.И. Опарин (1924) писал о значении белка для животного организма: «Белок является основной жизненных процессов, важнейшим субстратом той формы существования материи, которую мы называем жизнью».
Белки осуществляют в организме животных основные физиологические процессы: движение, пищеварение, раздражимость, сократимость, рост, размножение и другие. Не менее половины сухого вещества клетки приходится на долю белков (Е.Л. Харитонов, 2011). Без белков, ферментов, регулирующих различные биохимические превращения в организме, немыслимы нормальные протекания процессов обмена веществ (Н.З. Хазипов, 2003; М.Г. Чабаев, 2011; Л. Г. Пинчук и др., 2011).
Одной из основных функций белков является каталитическая (ферментативная), которая осуществляет процессы обмена веществ, диссимиляцию и ассимиляцию всех веществ в организме. Недостаток протеина приводит к нарушению функции ряда ферментов, в результате нарушается обмен веществ в организме (А.А. Алиев, 1997; А.И. Афанасьева, 2007).
Белки выполняют сократительную функцию. Сократительные белки обеспечивают способность клеток, тканей, органов и целых организмов изменять форму, двигаться. Так, актин и миозин обеспечивают работу мышц и немышечные внутриклеточные сокращения. Белок тубулин входит в состав микротрубочек веретена деления, ресничек и жгутиков эукариотических клеток.
Третья важная функция белков - структурная, которая заключается в том, что они участвуют в образовании практически всех органоидов клеток, образуют цитоскелет, придающий форму клеткам и многим органоидам и обеспечивающий механическую форму ряда тканей, входят в состав межклеточного вещества, во многом определяющего структуру тканей и форму тела животных.
Как известно, в животном организме белки могут образоваться только из белков корма или их производных, поэтому проблема обеспечения животных белком является более важной задачей, чем обеспечение их любыми другими питательными веществами (А. Сницарь, 2000; Н.Г. Григорьев, 2002). Однако в настоящее время дефицит кормового белка в рационах животных составляет 18-20 % от общей потребности, что ведет к перерасходу кормов, недобору и увеличению стоимости животноводческой продукции до 30 % (И.В. Артёмов, Н.С. Болотова, 2007; Е.И. Шабашева и др., 2010). Рациональное использование кормового протеина невозможно без глубоких знаний процессов его распада и синтеза микробного белка в рубце (Е.Л. Харитонов 2003; А. С. Аникин и др., 2012; А.А. Карпачев, 2016, Д. Г. Погосян, 2017).
В настоящее время ученые признают, что проблема белкового питания жвачных животных является наиболее сложной и менее изученной.
До недавнего времени в России протеиновое питание животных нормировалось с учетом в рационе сырого и переваримого протеина, а также содержания незаменимых и заменимых аминокислот (А.П. Калашников и др., 2003).
Однако результаты научных исследований последних лет показали, что такое положение соответствует только моногастричным животным. При оценке протеиновой обеспеченности жвачных животных необходимо знать количество микробиального синтеза протеина в преджелудках, а также степень усвоения и использования кормового и микробиального протеина (D.E. Beever, 1994; M.D. Hanigan, 1998; Н.В. Грудина, 2008; Е.Л. Харитонов, 2011; А.В. Кильпа, 2012).
Исследованиями Б.Д. Кальницкого (1998) установлено, что для высокопродуктивных жвачных животных основными источниками покрытия потребности в протеине являются нерасщепленный в рубце протеин корма, микробный белок и эндогенный протеин.
Хорошим рационом для молочного скота считается тот, в котором протеин хорошо переваривается и имеет оптимальную растворимость в рубце, но при этом удерживается низкая концентрация аммиака и достаточная активность микроорганизмов рубца.
Влияние скармливания различных видов жмыхов на органолептические, физико-химические и санитарно-гигиенические показатели молока подопытных коз
Большое значение при изучении молочной продуктивности сельскохозяйственных животных имеют органолептические и физико-химические показатели молока, так как они влияют на качество и питательность получаемых молочных продуктов (K. Ronningen, 1965; F. Ruvuna, 1988). Эти показатели молока зависят от видовых и породных особенностей, возраста, фазы лактации, условий кормления, содержания животных, сезона года, техники доения и других факторов.
Козье молоко характеризуется высокой пищевой ценностью, потому что в его состав входит около 40 биологических компонентов, необходимых организму человека: белок, жир, молочный сахар, минеральные вещества, а также фосфолипиды, органические кислоты, витамины и др. (М.С. Касторных, В.А. Кузьмина, Ю.С. Пучкова, 2009).
Учитывая выше изложенное, нами изучены органолептические и физико-химические показатели молока подопытных коз. Результаты исследований представлены в таблицах 5 и 6.
Исследованиями установлено, что использование в составе рационов различных жмыхов не оказало отрицательного влияния на органолептические показатели молока подопытных коз. Анализируя молоко коз по органолептическим показателям (таблица 5), можно сделать вывод, что исследуемые пробы молока всех подопытных групп соответствовали требованиям ГОСТ 32940-2014 «Молоко козье сырое. Технические условия». Включение в состав рационов рыжикового жмыха не повлияло отрицательно на внешний вид и консистенцию, вкус и запах, цвет молока.
Физико-химические показатели молока коз подопытных групп представлены в таблице 6 и на рисунке 2.
Сухое вещество молока состоит из жира, белка, лактозы, минеральных веществ и витаминов. Оно влияет на качество и выход из молока вырабатываемых молочных продуктов (А.А. Вениаминов,1981).
Как видно из таблицы 6, наибольшее содержание сухого вещества (13,16±0,07 %) было в молоке коз третьей группы, получавших рыжиковый жмых, что обусловлено более высоким уровнем в этом молоке СОМО и жира. Так, содержание сухого вещества в молоке коз первой и второй группы, которым скармливали подсолнечниковый и соевый жмых, составило 12,99 % и 13,06 %, что соответственно на 0,17 % и 0,10 % меньше, чем в молоке коз третьей группы (разница не достоверна).
Однако содержание сухого вещества в молоке подопытных коз не соответствовало требованиям технического регламента на молоко и молочную продукцию, в котором содержание сухих веществ в козьем молоке установлено на уровне 13,4 %. Так, у коз первой группы этот показатель составил 12,99 %, второй группы – 13,06 % и третьей группы – 13,16 %.
Наши данные согласуются с данными А.С. Шуварикова (2013), который отмечает, что козы зааненской породы первой лактации отечественной селекции уступают по основным компонентам молока (сухому веществу, СОМО, лактозе) сверстницам голландской селекции.
Из общего количества сухих веществ молока основная масса приходится на сухой обезжиренный молочный остаток (СОМО), который состоит в основном из белка, лактозы и минеральных веществ. Установлено, что на протяжении лактации СОМО - показатель более постоянный, чем общее содержание сухих веществ. Он оказывает основное влияние на технологические свойства молока, выход и качество кисломолочных продуктов (сыра, творога, йогурта, простокваша и др.).
Анализами установлено, что содержание СОМО в молоке коз первой контрольной группы составило 8,3 %, второй группы - 8,5 %, третьей группы -8,4 %. Таким образом, наиболее высокое содержание СОМО (8,5 % ± 0,11) было в молоке коз второй группы, получавших рацион с соевым жмыхом (разница недостоверна). Это обусловлено наибольшим содержанием в молоке этих животных белка и лактозы.
Жир является одним из важных показателей, характеризующих питательность и технологические свойства молока. Улучшение вкусовых качеств молока связано, в первую очередь, с увеличением содержания массовой доли жира (K. Ronningen, 1965; F. Ruvuna, 1988). По литературным данным, со жира в козьем молоке составляет 4,5-6,0 %. Жировые вещества молока представлены глицеридами (нейтральным жиром), свободными жирными кислотами и липоидами – жироподобными веществами (М.С. Касторных и др., 2009).
На образование молочного жира оказывают влияние многие факторы. В первую очередь, синтез жира в молоке зависит от химического состава кормов, уровня клетчатки и легкоусвояемых углеводов в рационе. Установлено, что включение в состав рационов рапсового и конопляного жмыхов снижает содержание жира в молоке, а подсолнечникового, хлопчатникового и льняного жмыхов - временно повышает. Увеличение в рационах зеленой массы крестоцветных культур, жома, турнепса снижает уровень жира в молоке. Положительно влияют на образование молочного жира: оптимальное количество в рационе минеральных веществ (кальция, фосфора, йода, цинка, кобальта), каротина и витамина Е, а также кормовые добавки, улучшающие процессы рубцового пищеварения или синтез глюкозы в организме (https://agrovesti.net/lib/tech/feedingech/vliyanie-kormov-i-kormleniya-na-zhirnomolochnost-korov.html).
По нашим данным, изучаемые кормовые факторы оказали влияние на массовую долю жира в молоке подопытных коз. Так, у коз первой группы, получавших в составе рациона подсолнечниковый жмых, этот показатель составил 3,89 %. При замене жмыха из подсолнечника соевым жмыхом массовая доля жира в молоке коз второй группы составила 3,74 %. Максимальное содержание жира наблюдалось в молоке у коз третьей группы, получавших рыжиковый жмых - 3,94 %. Следовательно, скармливание козам взамен подсолнечникового и соевого жмыха рыжикового жмыха способствовало увеличению массовой доли жира в молоке, соответственно на 0,05 % и 0,20 %.
Можно предположить, что увеличение синтеза молочного жира в организме коз обусловлено оптимизацией рубцового метаболизма у подопытных животных. Как известно, синтез предшественников молочного жира в рубце жвачных животных наиболее успешно осуществляется при уровне рН 6,2-6,4. По содержанию жира в молоке можно судить о величине рН рубца. Для этого используется следующее уравнение: рН = 4,44 + (0,46 х % жира в молоке). (https://agrovesti.net/lib/tech/feedingech/vliyanie-kormov-i-kormleniya-na-zhirnomolochnost-korov.html).
Анализ химического состава, питательности кормов из семян рыжика и рационов кормления подопытных коз
Во втором научно-хозяйственном опыте была изучена эффективность использования в рационах лактирующих коз рыжикового жмыха и экструдата из семян рыжика. Экструдат получали путем обработки семян рыжика в экструдере марки ПЭ - 1. Сравнительный химический состав кормовых добавок представлен в таблице 13.
Анализы показали, что при экстракции и экструзии семян происходят изменения химического состава и энергетической питательности кормов. Экстракция и извлечение из семян жира повышает в жмыхе содержание сырого протеина на 6,5 % и снижает количество сырого жира на 12,8 %, при экструзии в корме увеличивается содержание сахаров. Эти изменения способствуют в первом случае - уменьшению, во втором случае - повышению энергетической питательности корма.
Анализы показали, что в процессе экстракции и экструзии семян рыжика происходят необратимые биохимические изменения фракционного состава протеина. По сравнению с исходным сырьем, в рыжиковым жмыхе, снижается содержание водо- и солерастворимых фракций протеина на 5,18 % и 4,85 %, а спирторастворимых и щелочерастворимых фракций увеличивается на 0,49 % и 4,07 %, нерастворимого остатка – на 5,51 %. Процесс экструзии способствует повышению труднорастворимых фракций и нерастворимого остатка соответственно на 4,84 % и 11,32 %.
Аналогичные данные получены Ш.К. Шакировым и др. (2016) при экструзии семян сои. В составе экструдата отмечено уменьшение содержания легкорастворимых фракций протеина на 38,7 % и увеличение труднорастворимых фракций и нерастворимого остатка, соответственно, на 210% и 121%. Исследователи установили, что в побочных продуктах маслоэкстракционной промышленности (жмыхах и шротах) по сравнению с нативными семенами содержание водо-, соле- и спирторастворимых фракций уменьшается на 39,3 %, 43,1 % и 54,1 % при одновременном увеличении доли нерастворимого остатка на 40,2 %.
Состав и питательность средневзвешенных рационов кормления подопытных коз представлены в таблице 15, химический состав кормов в приложении 1.
В период опыта животных всех групп получали рацион, состоящий из сена разнотравного, сена люцернового, зерна ячменя, патоки кормовой, сухой барды, мела кормового, соли поваренной, витаминно-минерального премикса. В качестве дополнительного источника протеина козы первой (контрольной) группы получали подсолнечниковый жмых в количестве 0,06 кг, в рационах коз второй группы кормовая добавка эквивалентно по протеину был заменен рыжиковым жмыхом, третьей группы - экструдатом из семян рыжика.
Энергетическая питательность рационов составила (по группам) - 2,21, 2,20, 2,33 ЭКЕ, концентрация обменной энергии в 1 кг сухого вещества (по группам) – 9,60 МДж, 9,69 МДж, 9,91 МДж; содержание переваримого протеина в 1 ЭКЕ – 91,4 г, 92,3 г, 87,1 г; концентрация сырой клетчатки в сухом веществе – 24,1 %, 23,8 %, 23,5 %; сахаро - протеиновое отношение – 0,8:1; кальций -фосфорное отношение – 2,4:1.
Экономическая эффективность использования кормов из семян масличных культур в кормлении молочных коз
Для проведения сравнительной оценки изучаемых кормовых факторов на молочную продуктивность коз зааненской породы важно учитывать экономическую эффективность производства молока от каждой группы животных. Расчет экономической эффективности использования кормов из семян масличных культур в кормлении молочных коз представлен в таблице 25.
Эквивалентная по протеину замена в рационах коз зааненской породы подсолнечникового жмыха на рыжиковый жмых и экструдат из семян рыжика повышает молочную продуктивность соответственно на 11,7-21,9% и 17,8 % (Р 0,05-0,001), снижает затраты ЭКЕ на 1 кг молока 14,0-18,4 % и переваримого протеина - 14,5-17,4 %; выход и качество молочных продуктов. При этом снижается себестоимость производимой продукции, повышается рентабельность производства козьего молока.
Экспериментальные данные показали, что по сравнению с соевым жмыхом продуктивное действие рыжиковых кормов было несколько меньше, однако стоимость рыжикового жмыха и экструдата ниже, поэтому их использование в рационах молочных коз экономически выгодно.
По нашим расчетам, экономическая эффективность применения рыжикового жмыха и экструдата из семян рыжика соответственно составляет в расчете на 1 голову 942-1530 руб. и 1224 руб., в расчете на 1 рубль дополнительных затрат 1,32-2,12 руб. и 1,28 руб.
Сравнительный анализ химического состава показывает, что рыжиковый жмых и экструдат из семян рыжика посевного в природно-климатических условиях Среднего Поволжья являются альтернативой традиционным белковым кормам, характеризуются большим содержанием труднорастворимых и нерастворимых протеиновых фракций (байпас протеина) - 41,48 % и 52,8 %, что важно в питании жвачных животных.
Эквивалентная по протеину замена в рационах коз зааненской породы подсолнечникового жмыха на рыжиковый жмых и экструдат из семян рыжика не оказывает отрицательного влияния на поедаемость кормов, повышает молочную продуктивность соответственно на 11,7-21,9% и 17,8 % (Р 0,05-0,001), снижает затраты ЭКЕ на 1 кг молока 10,2-18,4 % и переваримого протеина - 10,1-17,4 %; однако по сравнению с соевым жмыхом продуктивное действие рыжиковых кормов несколько меньше.
Молоко коз, получавших в составе рациона рыжиковый жмых и экструдат из семян рыжика, по органолептическим, физико-химическим и санитарно-гигиеническим показателям соответствует требованиям ГОСТ, при этом установлено достоверное повышение в молоке массовой доли белка на 0,08-0,15 % и жира на 0,05-0,43 % (Р 0,05-0,01).
По сравнению с молоком животных первой группы (подсолнечниковый жмых) в молоке коз второй группы (соевый жмых) установлено достоверное увеличение so-казеина на 25,0% и -казеина на 4,0 %, третьей группы (рыжиковый жмых) - -казеина на 3,2 % и –лактоглобулина на 5,2 % (Р 0,05).
Замена в рационах жмыха из семян подсолнечника соевым и рыжиковым жмыхом способствует повышению в молоке насыщенных (масляной, каприловой и миристиновой и др.) и полиненасыщенных жирных кислот (линолевой и линоленовой) при некотором уменьшении уровня мононенасыщенных кислот (пальмитолеиновой и олеиновой).
Использование в рационах коз рыжикового жмыха и экструдата не оказывает отрицательного влияния на технологические свойства молока, отмечено формирование более плотного сычужного сгустка и снижение времени свертываемости молока под действием сычужного фермента (до 19,14 мин.), что является желательным свойством при производстве кисломолочных продуктов и в сыроделии.
При переработке молока коз, получавших рыжиковый жмых и экструдат, повышается выход сыра на 5,4-18,2 % и творога на 24,2-26,8 %, в сыре увеличивается массовая доля белка на 3,11 % и 1,41%, массовая доля жира на 0,25% и 4,14 %, в твороге соответственно - на 0,4%, 0,7% и 1,6 %, 2,2 %.
Эквивалентная по протеину замена подсолнечникового и соевого жмыхов на рыжиковый жмых и экструдат не оказывает отрицательного влияния на сохранность поголовья, физиологическое состояние, морфологические и биохимические показатели крови подопытных коз; отмечено повышение в крови содержания общего белка на 2,5-2,6 %, эритроцитов на 4,7-6,7%, кальция на 5,4-6,1 % и фосфора на 5,3-6,1 % (Р 0,05 0,01).
В природно-климатических условиях Среднего Поволжья использование кормов из семян рыжика посевного в рационах лактирующих коз снижает себестоимость молока и повышает рентабельность молочного козоводства. Экономическая эффективность применения рыжикового жмыха и экструдата в расчете на 1 голову составляет 942-1530 руб. и 1224 руб., в расчете на 1 рубль дополнительных затрат соответственно 1,32-2,12 руб. и 1,28 руб.