Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 13
1.1. Биохимический состав плодов тыквы, варианты ее переработки для использования в птицеводстве 13
1.2. Биохимический состав и способы переработки сои, используемые в животноводстве 22
2. Материалы и методы исследований 44
2.1. Фракционирование и химический состав фракций плодов тыквы и ее производных 44
2.2. Консервирование плодов тыквы и получение тыквенной пасты 46
2.3. Общая характеристика и химический состав семян сои 46
2.4. Проращивание семян сои и определение коэффициента гидратации . 47
2.5. Получение растительной белково-витаминной добавки 47
2.6. Методика проведения опытов на перепелах 48
2.7. Определение физиолого-биохимических показателей 51
2.8. Определение зоотехнических и хозяйственных показателей 52
3. Химический состав и особенности переработки плодов тыквы 54
3.1. Химический состав плодов тыквы и распределение каротиноидов в них 54
3.2. Особенности различных видов консервирования плодов тыквы сорта Витаминная 58
4. Влияние сортовых особенностей сои на физиолого-биохимические изменения при проращивании 68
5. Оптимизация режимов термической обработки семян сои и тыквенной пасты для получения растительных белково-витаминных добавок 78
6. Изучение биологической ценности растительных белково-витаминных добавок в опытах на перепелах 87
6.1. Влияние растительных белково-витаминных добавок на продуктивность перепелов 91
6.2. Мясные качества и развитие внутренних органов перепелов.. 94
6.3. Содержание витамина А и каротина в тканях перепелов 99
6.4. Влияние растительных белково-витаминных добавок на некоторые биохимические показатели сыворотки крови у перепелов 105
6.5. Переваримость питательных веществ кормосмеси перепелами при использовании растительных добавок 112
6.6. Дегустационная оценка мяса и бульона из перепелов 114
6.7. Оценка экономической эффективности использования растительных белково-витаминных добавок в рационах перепелов 116
Заключение 118
Выводы 122
Практические предложения 124
Список использованной литературы 125
Приложения 140
- Биохимический состав и способы переработки сои, используемые в животноводстве
- Особенности различных видов консервирования плодов тыквы сорта Витаминная
- Оптимизация режимов термической обработки семян сои и тыквенной пасты для получения растительных белково-витаминных добавок
- Влияние растительных белково-витаминных добавок на некоторые биохимические показатели сыворотки крови у перепелов
Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ. Прогрессивные технологии выращивания птицы предусматривают кормление ее сухими полнорационными комбикормами, сбалансированными по всем питательным, минеральным и биологически активным веществам. Однако современная экономическая ситуация в птицеводстве складывается так, что хозяйствам экономически нерентабельно закупать сбалансированные по всем питательным веществам комбикорма. Поэтому в птицеводческих хозяйствах стали широко применяться комбикорма, приготовленные на зерновой основе, произведенной непосредственно в хозяйстве с введенным готовым белково-витаминным концентратом. Такая схема кормопроизводства более выгодна, так как использование собственной зерновой основы в комбикормах снижает его себестоимость, обеспечивая снижение стоимости продукции. Потребности рынка в производстве экологически безопасной продукции диктует использование растительных основ для комбикормов. Кроме того, высокая стоимость кормов животного происхождения, например, рыбной и мясокостной муки, при низком их качестве не обеспечивают высокой продуктивности птицы. В этой связи использование альтернативных источников белка становится актуальным. Наиболее перспективным источником белка для получения белково-витаминных добавок является полножирная соя.
Во многих развитых странах соя имеет большой удельный вес в структуре кормопроизводства, обладая ценными кормовыми качествами (В.Г. Рядчиков, 1978). В последние годы в России увеличиваются посевные площади сои. Так, по производству сои Северо-Кавказский регион, производит 17,3% всей сои в России и занимает второе место. На Кубани в 2001 году ее посевы зани-мают площади свыше 40 тыс. га и планируется увеличить посевы до 107,8 тыс. га (Ю.И. Зятьков, Н.А. Курмышева, В.Е. Наконечный, 2002).
Широкое использование сои в последние годы и увеличение посевных площадей объясняется тем, что соевые бобы по общему содержанию питатель- щ ных веществ богаче зерновых культур, и занимают первое место среди бобовых. Соевые бобы характеризуются высоким содержанием масла и белка.
Отличительная особенность семян сои — повышенное содержание белка (30-50 %) и лучшая по сравнению с зерновыми и масличными культурами сбалансированность его по аминокислотному составу.
Белок сои содержит полный набор необходимых для человека и живот-
, ных аминокислот, в частности: глицин — 4,4%, аланин - 4,3%, валин — 5,15%, лейцин — 7,9%, изолейцин — 5,0%, серии — 5,15%, треонин — 3,9%, тирозин — 3,6%, фенилаланин - 5,1%, триптофан — 1,3%, пролин — 5,9%, метионин — 1,55%, цистин — 1,65%, лизин — 6,35%, гистидин — 2,75%, агринин — 8,1%, аспа-рагин и аспарагиновая кислота — 11,8%, глутамин и глутаминовая кислота -18,0%, все аминокислоты — 101,9%, при содержании белка - 40%
Щ (F. Busson, 1965, А.К. Smith, S.J. Circle, 1972). Следует отметить, что семена сои содержат высокий уровень аминокислоты лизина, что нехарактерно для расти тельных белков, поэтому соевая мука по содержанию лизина не уступает сухим дрожжам и превосходит молочный порошок (I.E. Liner, 1972, Реком. по исп. ...,2001). щ Соя не только белковая, но и лидирующая масличная культура. Из обще- го мирового производства растительных масел на долю соевого приходится 30% (Ю.И. Зятьков, Н.А. Курмышева, В.Е. Наконечный, 2002). Соя культура двойного промышленного использования. Она является не только источником белка, но и масла, содержание которого в зерне колеблется, в основном от 16 до 27%. В состав масла входят триглицериды и липоидные вещества. Роль, ко-торых не ограничивается только энергетической ценностью в связи с его богатым жирнокислотным составом.
Так, в соевом масле содержится 95% глицеридов жирных кислот, из которых — 80-90% - ненасыщенные, 6-24% - насыщенные. В состав жирных кислот входят: линолевая 42,8-56,1 (до 64%), олеиновая -15—36%, пальмитиновая - 2,4-14%, линоленовая - 2-14%, стеариновая - 2-5,5%. Как показано выше триглицериды составляют основную часть липидов сои и состоят из глицерина и жирных кислот. Качество масла определяется содержанием и соотношением жирных кислот. При этом в соевом масле преобладают ненасыщенные жирные кислоты (86-87% от общего количества) (СВ. Назаренко, B.C. Петибская, И.В. Шведов, 2000).
Однако соевые бобы не прошедшие предварительной обработки нельзя использовать в питании и кормлении животных и птицы, так как их питательная ценность будет очень низкая. Это обстоятельство является препятствием широкого использования сои. К антипитательным веществам сои относятся ингибиторы протеолитических ферментов, уреаза, липоксигеназа, гликозиды, олигосахара, фитиновые комплексы и ряд других соединений (В.М. Пенчуков, Н.В. Медянников, А.У. Капушев, 1984; С Монари, Д. Уайзмен, 1993; А.В. Ко-чегура, 1998). Каждый из таких веществ действует на организм человека и животных специфически (СВ. Мартынов, 1984, В.В. Мосолов, 1975; И.И. Бенкен, Т.Б. Томилина, 1985; Е.Л. Голынская, М.В. Ковальчук, В.И. Сичкарь, 1981; I.E. Liener, 1962; I.E. Liener, 1974; B.L. Odell, J.E. Savage, 1960).
Известно, что из всех этих соединений сои наиболее термостойки ингибиторы трипсина (B.C. Петибская, 1999). Попытки снизить содержание антипитательных веществ до допустимого уровня термической обработкой приводят к разрушению ценных компонентов сои. В результате она теряет свои преимущества как источник полноценного белка.
К настоящему времени накоплено множество экспериментальных данных по приемам и способам повышения питательной ценности сои (И.К. Чайка, Б.Н. Егоров, А.П. Левицкий, 1982; СВ. Мартынов, 1984; С. Монари, Д. Уайзмен, 1993). Все они направлены на то, чтобы разрушить или снизить содержа-ние антипитательных компонентов зерна, не подвергнув разрушению полезные компоненты соевого зерна.
Селекционерами созданы сорта с пониженной трипсинингибирующей активностью и повышенным содержанием белка в зерне. Так, ученым ВНИ-
ИМК (Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур) селекционным путем удалось снизить активность ингибиторов трипсина в 2 раза и одновременно повысить содержание белка в 1,2 раза (B.C. Петибская, В.Ф. Баранов, А.В. Кочегура, СВ. Зеленцов, 2001).
В настоящее время селекционеры передали на госсортоиспытания новую линию Л-799 (Валента) у которой содержание белка повышено до 48%, а содержание ингибиторов снижено до 10-13 мг/г.
Значительные изменения в биохимическом составе новых сортов сои (высокое содержание белка, пониженное содержание ингибиторов) требуют всестороннего изучения особенностей использования этих сортов. Это связано с необходимостью значительных изменений в технологиях предварительной обработки семян сои, корректировкой величин ее ввода в кормосмеси.
В целом, используемые в настоящее время технологии обработки полножирной сои не позволяют избавиться от токсичных факторов сои без снижения питательной ценности других компонентов, входящих в состав семян. Поэтому остается актуальной задача, связанная с разработкой методов инактивации антипитательных веществ при максимальном сохранении ценных свойств сои.
Только оптимальная обеспеченность птицы белком не позволит поддерживать высокую ее продуктивность и производительные качества. Поэтому необходимо обеспечить введение в комбикорма витаминных добавок.
Достичь необходимого баланса витаминов не возможно только за счет введения в рационы синтетических витаминов и поливитаминных комплексов. Это связано с узким ассортиментом коммерческих витаминных добавок, а высокая их стоимость отражается на себестоимости животноводческой продук- ции. Наполнителем для жирорастворимых витаминов служит растительное масло, что вносит дополнительные технологические неудобства при введении этих добавок в корма. (Емелина с соавт., 1970; Т.М. Околелова, 1996). Экологи-зация сельского хозяйства диктует максимально возможный отказ от примене- ния синтетических и неприродных добавок при производстве сельскохозяйст-венной продукции. Решить последнюю проблему можно при опоре на натуральные источники витаминов, с использованием энергосберегающих технологий переработки растительного сырья.
Одним из таких сырьевых источников получения растительных витаминов для белково-витаминных добавок являются плоды тыквы.
Благодаря своему химическому составу и высокой урожайности (до 1000 ц/га) тыква является ценным сырьем для сельскохозяйственной пере работки. Несмотря на колебания в химическом составе плодов, в зависимости от агротехники возделывания, в плодах тыквы мускатных сортов находится по вышенное содержание Сахаров и каротина при достаточной урожайности, кото рая достигает 250-^400 ц/га. Наличие большого количества питательных ве- - ществ в плодах тыквы объясняет плохую сохранность целых плодов. Лучшим способом сохранения питательных веществ в плодах является их переработка. .__ Существует несколько вариантов переработки: химическое консервирование и сушка. При химическом консервировании тыкву измельчают, помещают в хранилище и вносят консервант. При консервировании часть сока отделяется, и в результате происходящих биохимических процессов получают однородную тыквенную пасту (А.И. Петенко, 1992).
Однако использование тыквы в не переработанном виде и в качестве тыквенной пасты не позволяет в полной мере употребить потенциал этой культуры. В связи с этим актуальной становится задача получения из тыквы продуктов сохраняющих полезные качества нативной тыквы и способных использо- * ваться длительное время. В этой связи идут постоянные поиски вариантов пе реработки витаминного сырья.
Анализ промышленных процессов обработки полножирных бобов и технологий получения и использования тыквенной пасты выявили существенные недостатки, которые, в основном, сводятся к снижению биологической ценности белков при обработке сои, низкой эффективности разрушения неко- торых антипитательных компонентов. Высокое содержание влаги в тыквенной пасте делает ее трудно хранимой и высокообъемной, что создает трудности в хранении и использовании витаминного продукта из тыквы, снижая экономическую эффективность его применения.
Таким образом, совершенствование способов производства растительных кормовых белково-витаминных добавок, их использование для белкового и витаминного питания животных и птицы представляет практический интерес в связи с получением экологически безопасной и низкозатратной продукции животноводства, а исследования, связанные с решением этого вопроса, являются актуальными.
Несмотря на высокий практический интерес специалистов и большое количество публикаций по проблеме переработки соевых бобов и плодов тыквы, мало внимания уделяется комплексному использованию этих растительных источников как сырья для получения белково-витаминных добавок,сбалансированных по составу витаминов и доступного источника растительного белка в птицеводстве. Кроме того, окончательно не решены вопросы оптимизации температурных режимов обработки соевых бобов с учетом различий в химическом составе сортов сои, а также отсутствуют данные по режимам совместной обработки сырья для белково-витаминных добавок.
ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. Целью нашей работы был выбор приемлемых сортов сои и тыквы для получения белково-витаминных добавок, установление рациональных способов их получения при сохранении комплекса биологически активных веществ и разрушения токсичных соединений сои, а также изучение возможности использования полученных добавок для скармливания перепелам. Для достижения этой цели нами были поставлены следующие задачи:
Оценить химический состав плодов тыквы сортов Столовая и Витаминная, тыквенной пасты из сорта Витаминная и изучить распределение каротина в плодах тыквы.
Изучить особенности химического консервирования плодов тыквы сорта Витаминная и изменения в содержании каротина при хранении тыквенной пасты и выбрать оптимальный вариант для полупромышленного получения белково-витаминных добавок.
Изучить изменения физиолого-биохимических показателей в процессе проращивания семян сои различных сортов, определить оптимальную температуру процесса и оценить эффективность использования при проращивании сои электроактивированной воды.
Изучить влияние различных режимов разрушения антипитательных веществ в сое при совместной термообработке соевых бобов и тыквенной пасты. t
5. Оценить влияние белково-витаминных добавок на рост и развитие перепелов, основные физиолого-биохимические показатели при их добавлении в рацион с пониженным содержанием витамина А.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ. Установлено распределение каротина по частям плода тыквы сорта Витаминная. Определены консерванты для хра нения тыквенной пасты с высоким содержанием каротина. Изучена динамика изменений физиолого-биохимических показателей в процессе проращивания 6 сортов сои и возможность использования электроактивированной воды в каче- Щ стве раствора для проращивания. Предложен способ понижения жесткости термообработок при эффективном разрушении ингибиторов трипсина.
Оценено влияние белково-витаминных добавок из семян сои и тыквенной пасты на комплекс зоотехнических и физиолого-биохимических показателей, метаболизм основных питательных веществ корма в организме перепелов. По- казана возможность частичной замены гарантированных доз витамина А премиксов за счет использования белково-витаминной добавки.
НА ЗАЩИТУ ВЫНОСЯТСЯ СЛЕДУЮЩИЕ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ.
Условия консервирования тыквенной пасты и изменение содержания в ней каротина.
Динамика изменения химического состава различных сортов сои при проращивании.
Технологические параметры совместной обработки семян сои и тыквенной пасты при получении белково-витаминных добавок.
Влияние полученных белково-витаминных добавок на продуктивность и основные физиолого-биохимические показатели перепелов при замене ими части гарантированной нормы витамина А.
Рекомендации по использованию белково-витаминной добавки из тыквенной пасты и семян сои с различной трипсинингибирующей активностью.
Экономическая эффективность применения различных белково-витаминных добавок в рационах перепелов.
АПРОБАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ. Основные материалы диссертации были доложены на научной конференции преподавателей и сотрудников КубГАУ (Краснодар, 2001, 2003), на межрегиональной научно-практической конференции "Актуальные проблемы научного обеспечения увеличения производства, повышения качества кормов и эффективного их исполь-зования" (Краснодар, 2001), на Всероссийской научной конференции по проблемам математики, информатики, физики, химии и методики преподавания естественнонаучных дисциплин (Москва, 2002 г.), на X Международной конференции "Математика. Экономика. Образование", (Ростов на Дону, 2002), на второй региональной научно-практической конференции "Агропромышленный комплекс Юга России - сегодня" (Майкоп, 2002), на 2-й Всероссийской научно-практической конференции "Современные достижения биотехнологии" (Ставрополь, 2002), на Всероссийской научно-практической конференции "Биотехнология 2003" (Сочи, 2003).
Биохимический состав и способы переработки сои, используемые в животноводстве
Соя Glycine max (L) Merrill (родина Восточная Азия) относится к семейству Leguminosae, подсемейству Papilionaceae (V.J. Godin, P.S. Spensley 1971, R.W. Howell, B.E. Caldwell, 1972). В литературе встречаются и другие названия: Glycine hispida Soja max (C.V. Piper, W.J. Morse 1923.), Phaseolus max L., Doli-chos soja L., Soja hispida Moench, Soja japonica Savi (L.R. Williams 1950).
Сорта сои различаются по окраске, форме, величине и химическому со- ставу семян. Существует множество работ, освещающих вопросы состава семян и его отдельных составных частей (А.К. Smith, S.J. Circle 1972; СВ. Назаренко, B.C. Петибская, И.В. Шведов, 2000).
Зерно сои по общему содержанию питательных веществ богаче не только основных зерновых культур, но и занимает одно из первых мест среди бобовых. В составе сои много белка и масел. Сравнивая химический состав различных сельскохозяйственных культур (Хим сост..., 1979) можно отметить, что по содержанию белка и незаменимых аминокислот соя имеет большие преимущества не только перед зерновыми и масличными культурами, но и среди бобовых ей нет равных.
Отличительная особенность семян сои - повышенное содержание белка (30-50 %) и лучшая по сравнению с зерновыми и масличными культурами сбалансированность его по аминокислотному составу. Белок семян включает: фракцию легкорастворимых глобулинов - 59-81%, труднорастворимых глобулинов - 3-7%, альбуминов - 8-25 % (Ф.Ф. Адамень, В.Н. Письменов, 1995).
Белок сои хорошо сбалансирован по аминокислотному составу и содержит полный набор необходимых для человека и животных аминокислот, в частности: глицин - 4,4%, аланин — 4,3%, валин - 5,15%, лейцин — 7,9%, изолей-цин - 5,0%, серии - 5,15%, треонин - 3,9%, тирозин - 3,6%, фенилаланин -5,1%, триптофан - 1,3%, пролин - 5,9%, метионин - 1,55%, цистин - 1,65%, ли-зин - 6,35%, гистидин - 2,75%, агринин - 8,1%, аспарагин и аспарагиновая кислота — 11,8%, глутамин и глутаминовая кислота - 18,0%, все аминокислоты -101,9%, при содержании белка - 40% (F. Busson, 1965; А.К. Smith, S.J. Circle, 1972).
Следует отметить некоторые особенности аминокислотного состава белка сои. Во-первых, семена сои содержат высокий уровень аминокислоты лизина, что нехарактерно для растительных белков. Соевая мука по содержанию лизина не уступает сухим дрожжам и превосходит молочный порошок. Во-вторых, низкое содержание серосодержащих аминокислот — метионина и цис-теина (I.E. Liner 1972; Реком по кормл., 2000).
Кроме того, белок сои легко усваивается и по биологической ценности приближается к белкам мяса, молока и яиц. Биологическая ценность семян сои составляет в среднем 96 условных единиц, обезжиренной соевой муки — 81, соевого молока — 91, куриных яиц - 97 и коровьего молока — 90, при этом переваримость этих продуктов составляет соответственно 91, 92, 97 и 91 (I.E. Liener, 1972; Ф.Ф. Адамень, В.Н. Письменов, 1995). Характеризуясь хорошим качеством белка, она является единственной культурой, использование которой в небольших количествах (150-260 г) может удовлетворить суточную потребность животных и человека во всех аминокислотах при отсутствии других источников белка в рационе (В.М. Поздняковский, 1996; Хим. состав ..., 1994).
Общее содержание белковых веществ в зрелых семенах сои колеблется в зависимости от сортовых особенностей и условий выращивания в пределах 27 50%, а в некоторых образцах до 55% (Ф.Ф. Адамень, В.Н. Письменов, 1995). Однако, некоторые авторы (B.C. Петибская, В.Ф. Баранов, А.В. Кочегура, СВ. Зеленцов, 2001) указывают, что диапазон содержания белка у изучаемых ими образцов несколько иной и составляет от 38,1 до 47,8%. При этом такие сорто-образцы как Фора, Веста, Л - 784 и особенно Л-799 характеризуются повышенным содержанием белка и незаменимых аминокислот, а значит биологическая ценность выше, чем у остальных сортов. Соя не только белковая, но и лидирующая масличная культура. Из общего мирового производства растительных масел на долю соевого приходится 30% (Ю.И. Зятьков с соавт., 2002). По этой причине сою можно назвать культурой двойного промышленного использования. Содержание масла в семенах сои может колебаться в пределах от 16 до 27%. В состав сырого масла входят триглицериды и липоидные вещества. Их роль не ограничивается только энергетической ценностью. Они выполняют различные физиологические и биохимические функции. В соевом масле содержится 95% глицеридов жирных кислот, из которых - 80-90% — ненасыщенные, 6-24% - насыщенные. В состав жирных кислот входят: линолевая 42,8-56,1 (до 64%), олеиновая -15-36%, пальмитиновая -2,4-14%, линоленовая - 2-14%, стеариновая - 2-5,5%. Качество масла определяется содержанием и соотношением жирных кислот. При этом в соевом масле преобладают ненасыщенные жирные кислоты (86-87% общего количества) (СВ. Назаренко, B.C. Петибская, И.В. Шведов, 2000). Кроме триглицеридов в состав масел входит группа полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК). Она характеризуется наибольшей биологической активностью. Между содержанием белка и масла в семенах сои существует обратная зависимость (коэффициент корреляции равен 0,78). Однако в настоящее время селекционеры получают новые формы, сочетающие высокое содержание белка и масла (А.В. Кочегура, 1998). В состав семян сои входят фосфатиды, относящиеся к группе фосфорсодержащих жироподобных веществ, которые представлены, прежде всего, лецитином (35% от общего количества фосфолипидов), кефалином и инозитолфос-фатидами.
Особенности различных видов консервирования плодов тыквы сорта Витаминная
Во время уборки тыквы на корм можно использовать только незначительную часть урожая, основная же должна храниться длительное время. При хранении плодов происходят биохимические процессы с различной интенсивностью (дыхание, обмен веществ), уменьшающие содержание питательных веществ. Кроме того, как при хранении, так и при созревании, в плодах тыквы происходят превращения и изменения в химическом составе. Известно, что после съема плодов с растения в них прекращается поступление воды и питательных веществ, что вызывает нарушения метаболизма и образуя дисбаланс между процессами синтеза и распада сложных соединений.
Плоды содержат сахар, крахмал и минеральные соли, необходимые для развития гнилостной микрофлоры. Механические повреждения при сборе и перевозке, повышенная температура при хранении создают благоприятные условия для размножения микроорганизмов, что приводит к гниению плодов, и связано с большими потерями питательных веществ. Так по данным Н. Чеботаева, В. Данько (1963) потери при хранении целых плодов тыквы достигают 30%.
Существующие в литературе сведения касаются главным образом трансформации полисахаридов и олигосахаров, определяющих лежкость плодов при хранении. Имеются исследования по особенностям ферментативных процессов в хранящихся плодах тыквы. Так, в тканях плода существенно активизируются гидролитические ферменты, катализирующие распад сложных соединений, что и объясняет доминирование гидролитических процессов, происходящих в процессе хранения (Б.А. Рубин, Л.В. Метлицкий, 1955).
Трансформация и сохранность каротина в плодах тыквы (особенно мускатных сортов, к которым относится сорт Витаминная) изучена недостаточно не смотря на то, что каротин является основным фактором, обеспечивающим высокую биологическую ценность плодов тыквы.
Химический состав плодов тыквы зависит не только от сортовых особенностей, но и варьирует в различных участках плода. Нами проведены исследования биохимического состава частей плода тыквы сорта Витаминная, данные, по химическому составу которой представлены в приложении 4. Так, содержание сухих веществ выше в мякоти, а концентрация каротина — в плаценте. Более чем трехкратное увеличение в содержании каротина в плаценте позволяет использовать ее в переработке плодов тыквы для повышения выхода каротина. Кроме того, исключение из переработки плаценты с семенами не целесообразно в связи с высоким содержанием в этой фракции жира, который, являясь важным энергетическим компонентом, кроме того, способствует сохранению и усвоению животными каротина.
Существует множество методов хранения и переработки плодов тыквы. Однако сохранение целых плодов тыквы, особенно витаминных сортов, — сложная задача. Поэтому необходимо проводить химическую консервацию измельченных плодов! Это позволяет решать несколько проблем. Во-первых, при этом наиболее дешево сохраняются питательные достоинства тыквы. Во-вторых, разрушаются целлюлозные комплексы, что обеспечивает для животных доступность витаминных тканей тыквы.
Разрушающими факторами при хранении витаминизированных кормов, богатых каротином, является кислород, высокая температура и свет. При минимальном влиянии этих факторов сырье способно сохранять витамины длительное время без значительных разрушений.
Традиционно тыквенную пасту готовят из вызревших плодов, для чего плоды измельчают, закладывают послойно вместе с консервантами в специально оборудованные хранилища при обязательном удалении тыквенного со-ка (А.И. Петенко, 1992).
Нами в лабораторных условиях проводились опыты по консервированию тыквы с целью получения в дальнейшем пасты с высоким содержанием каротина в отсутствии гнилостных процессов. В литературе (А.И. Петенко, 1992) имеются сведения о том, что измельченная тыква без удаления семян и плаценты не только способствует сохранности каротина, но и активизирует его синтез и накопление. Однако особенности этого явления изучены недостаточно, поэтому нами были консервированы плоды тыквы сорта Витаминная. Консервированию подвергалась мякоть тыквы без плаценты. В каждый вариант вносили семена. В качестве консерванта использовали бисульфат натрия в концентрации 0,8%. Данные по консервированию предоставлены на рис. 2.
Как видно из рисунка, в процессе хранения пасты происходит накопление каротина во всех изученных вариантах до 10-х суток. При дальнейшем хранении тыквенной пасты без семян увеличение концентрации каротина не происходило. Измельчение семян перед консервированием позволило увеличивать содержание каротина в пасте в течение 15-20 суток хранения. Лучшие результаты отмечены при использовании цельных семян, где уровень содержания каротина увеличивался вплоть до 30 суток. После этого увеличения содержания не наблюдали во всех вариантах опыта. Данные по содержанию каротина в начале и конце эксперимента представлены на рис. 3.
Как видно из рисунка, максимальное накопление каротина в тыквенной пасте происходит при ее консервировании с использованием нативных семян. При этом его содержание составляет 188% от его концентрации в тыквенной пасте без семян. Накопление каротина в тыквенной пасте с измельченными семенами оказался ниже и составил 177% в сравнении с контролем.
Полученные данные свидетельствуют о том, что семена способствуют биосинтезу каротина при хранении тыквенной пасты. При этом цельные семена обладают наибольшей каротинсинтезирующей активностью. Из этого можно предположить, что фактор, влияющий на синтез каротина, локализован в семенах и его действие связано с целостностью семян. Наши результаты указывают на то, что измельченные семена после 10 суток хранения пасты теряют способность к активизации каротинобразования. Можно предположить, что таким фактором может выступать ферментный комплекс, локализованный в семенах и обеспечивающий синтез каротина из его предшественников. С другой стороны, синтез каротина может происходить под действием ферментов, локализованных в плаценте. Субстратом для синтеза каротина могут служить компоненты, локализованные в семенах.
Оптимизация режимов термической обработки семян сои и тыквенной пасты для получения растительных белково-витаминных добавок
При обеспечении сельскохозяйственных животных и птицы витаминами используют добавки синтетических витаминных препаратов в корма в составе премиксов, а в качестве источников белка чаще всего используют белки животного происхождения импортного производства, такие как рыбная и мясокостная мука. Для отказа от использования синтетических витаминных препаратов и источников белка животного происхождения в птицеводстве сейчас является актуальным использование витаминных добавок и белковых концентратов из растений, как экологически безопасных и сравнительно дешевых (А.И. Петен-ко, 2001).
Перспективной альтернативой кормам животного происхождения в рационах является использование соевых бобов. Однако применение сои затруднено наличием в них антипитательных веществ, разрушение которых возможно с использованием физических и химических методов. Поэтому совершенствование способов тепловой обработки носят ключевой характер при подготовке сои к скармливанию. Однако до сих пор остается много вопросов, связанных с режимами, способами, временем обработки и т.д.
Тепловая обработка давно используется как основной метод разрушения антипитательных веществ, присутствующих в сырых соевых семенах. В настоящее время разработаны различные технологии обработки сои (проваривание, прожаривание, микронизация, автоклавирование). Они строятся на едином принципе: семена нагреваются в течение определенного времени, как дополнительный фактор иногда используется увлажнение, как правило, в виде пара, и также воздействие давления (С. Монари, Д. Уайзмен, 1993).
В ходе обработок значения температур, времени и влажности варьируют не только в процессе переработки, но и на ее отдельных стадиях. Более того, на качество конечного продукта влияют размер частиц сои после помола и степень физической обработки сои, что усложняет технологический процесс. Имеющиеся исследования по увеличению эффективности тепловой обработки сои свидетельствуют о сложности сравнения различных технологий и разработки единых рекомендаций по оптимальным режимам.
В настоящее время все шире в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы применяются готовые концентраты, которые позволяют облегчить изготовление кормов непосредственно в хозяйстве. Основой таких концентратов, как правило, являются белковый состав и витаминный премикс. Они изготавливаются отдельно и смешиваются непосредственно перед расфасовкой продукта.
При получении РБВД возможно использовать в качестве сырья тыквенную пасту и семена сои. Для каждого из этих продуктов необходима предварительная подготовка. Так, соя нуждается в тепловой обработке для разрушения ингибиторов протеолитических ферментов. Тыквенная паста, имеющая высокую влажность, требует предварительного высушивания, что связано с трудностями при хранении и использовании этих продуктов при натуральной влажности. Таким образом, все компоненты белково-витаминных добавок нуждаются в предварительной термической обработке.
Важным фактором при термических обработках сои, в том числе и при ее объединении с тыквенной пастой является необходимость ее измельчения для оценки влияния величины частиц на эффективность термообработки. Поэтому нами было изучено влияние измельчения соевых бобов на активность уреазы и сохранности каротина при смешивании сои с тыквенной пастой. Так как в состав добавки входят два компонента (соя и тыквенная паста для которых необходимы различные условия сушки, нами были выбраны несколько температурных режимов сушки в пределах каждого варианта. По нашему мнению они обеспечивали на первом этапе дезактивацию ингибиторов при высоких температурах, например 100С и 120С, а затем высушивание тыквенной пасты при щадящих режимах, которые позволяют снизить степень разрушения каротина в добавке. Данные эксперимента показаны в приложении 6.
Экспериментально показано, что независимо от температуры сушки в вариантах с измельченными соевыми бобами содержание каротина в образцах было выше, чем в вариантах с использованием не измельченных бобов в качестве белкового компонента смеси. Кроме того, следует отметить, что увеличение температуры сушки в образцах добавки с измельченной соей наблюдалась меньшая зависимость степени разрушения каротина от температуры, в то время как цельные соевые бобы при высоких температурах не обеспечивали надлежащей сохранности каротина тыквенной пасты.
Высокое содержание каротина в добавках измельченной сои и тыквенной пасты после сушки связано с тем, что измельчение сои позволяет обеспечить лучшим смешиванием компонентов и исключает локальные перегревы, которые в большинстве случаев являются причиной потерь каротина при сушке. Измельченная соя обеспечивает более равномерный прогрев продукта, что является так же положительным фактором, обеспечивающим увеличение сохранности каротина.
Известно, что для повышения сохранности каротина в травяную муку вводят стабилизаторы. Одним из них . является жир, введение которого не только увеличивает энергетическую ценность добавки и способствует сохранности каротина, но и улучшает цвет продукта, уменьшает износ оборудования при ее изготовлении. Кроме того, введение растительных и животных жиров в витаминизированные добавки позволяет увеличить сохранность жирорастворимых витаминов, в том числе и провитамина А — каротина. Такую же функцию могут выполнять и соевые бобы, содержащие в своем составе около 18-20% масла (Ф.Ф. Адамень, В.Н. Письменов, 1995). Соевое масло, гидрофобно, как каротин, и оно способно уменьшать его разрушение, как при нагревании, так и при хранении.
Анализ активности уреазы в образцах показал, что активность фермента не зависела от степени измельчения семян сои. Соя для повышения эффективности термообработки нуждается в увлажнении, которое может обеспечить тыквенная паста с натуральной влажностью 84,25%, требующая удаления влаги. Таким образом, предварительное смешивание перед термообработкой позволит уменьшить число технологических операций и количество термических обработок, снизить уровень антипитательных веществ сои и улучшить сохранность каротина, за счет присутствия в сое липидов.
Однако эффективная инактивация ингибиторов в семенах сои гидротермическими методами возможна при выборе оптимальной температуры обработки и ее продолжительности. Единого мнения по этому вопросу в литературе нет. Удовлетворительной питательной ценности соя достигает, когда инакти-вированно более 80% ингибиторов трипсина.
В исследованиях СВ. Мартынова (1984), Е.О. Abdelgadir, L.J. Morrill, J.A. Stutts(1984) отмечается, что для полной инактивации антипитательных веществ сои требуется ее нагрев в течение 30 минут при температуре 180С. При этом авторы отмечают разрушение значительной доли термолабильных лизина и серосодержащих аминокислот, что существенно снижает белковую питательность корма.
Влияние растительных белково-витаминных добавок на некоторые биохимические показатели сыворотки крови у перепелов
Процесс промежуточного обмена веществ включает превращения питательных веществ корма после их переваривания и всасывания. Промежуточный обмен Не только включает метаболические пути превращения индивидуальных веществ, он показывает так же юаимосвязь между различными метаболическими путями. Исследования промежуточного обмена предполагает выяснение механизмов регуляции потоков метаболитов по различным путям.
Кровеносная система, выполняя ряд важнейших функций организма и являясь ключевым участком промежуточного обмена веществ, может служить индикатором физиолого-биохимических изменений, происходящих в организме под воздействием внешних факторов, в том числе и кормовых.
Непосредственное участие витаминов и белков в обменных процессах, происходящих в организме животных и птицы, неоспоримо, поэтому мы изучили определенные показатели сыворотки крови, отображающих биохимические процессы, происходящие в организме перепелов при введении в корм изучаемых белково-витаминных добавок. Так как роль витаминов и белков у животных и птицы многообразна, отследить непосредственные механизмы их влияния с использованием наших добавок на метаболические процессы сложно.
В сложных процессах обмена веществ между организмом и внешней средой ведущее место занимает обмен белков. Они, являются главными структурными элементами клеток организма, и их уровень зависит от поступления питательных веществ с кормом, величины расходов на построение клеток и образования ферментов и других белоксодержащих систем (П.В. Макрушин, 1975).
Показателем интенсивности обмена веществ в организме являются белки, входящие в состав сыворотки крови и имеющие разнообразные функции. Уровень сывороточных белков, являясь основным показателем интенсивности белкового обмена, использован нами для оценки влияния изучаемых добавок на обменные процессы у птицы. Это связано с тем, что белки сыворотки крови принимают участие в транспортировке витаминов, гормонов, ферментов. Кроме того, установлено, что сывороточные белки являются источником аминокислот для синтеза белков в органах и тканях организма (B.C. Мальцев с соавт., 1973).
Основные показатели, дающие представления о влиянии РБВД, полученных с использованием семян сои сорта Вилана (опыт № I) и сорта Вален-та (опыт №11) на белковый фон сыворотки крови перепелов, представлены в табл. 18 и 19.
Как видно из табл. 18 при использовании в качестве белковой основы добавки сои сорта Вилана во всех группах уровень белка был удовлетворительный. При этом в 1-й и 2-й опытных группах он был снижен в сравнении с уровнем белка в контрольной группе, однако различия были недостоверны.
Результаты, полученные в опыте № II (см. табл. 19) указывают на аналогичные закономерности, зафиксированные в предыдущем опыте. Однако использование замачивания в качестве технологического приема подготовки сои (1-я и 3-я опытные группы) дало близкие значения содержания общего белка. Хотя они были несколько ниже, чем показатели в контрольной группе, однако незначительно отличались от данных полученных при автоклавиро-вании сои сорта Вилана в опыте № I (контрольная группа).
В целом, анализируя содержание белка в сыворотке крови перепелов можно отметить, что уровень белка в первом опыте (использовали сою сорта Вилана) в независимости от варианта обработки бобов снижен в сравнении с данными, полученными во втором опыте, где использовалась соя сорта Валента. Это вероятно связано с содержанием белка в корме. Так, в сое сорта Вилана содержание белка около 40%, что на 7% меньше, чем в семенах сорта Валента. Кроме того, в Валенте содержание ингибиторов ниже, чем аналогичный показатель у сои сорта Вилана. Эти обстоятельства дают преимущества в усвояемости соевого белка за счет его более высокого содержания и повышенной доступности при низком фоне ингибиторов протеаз.
Содержание общего белка дает представление об общей обеспеченности организма этим соединением, однако, перенос питательных веществ от пищеварительного тракта к органам и тканям, а также другие специализированные функции, осуществляемые кровью совершаются за счет наличия специфических белков, таких как альбумины и а-, Р и у-глобулины. Поэтому интерес представляет изучение влияния нашей добавки на белковые фракции сыворотки крови перепелов.
Известно, что соотношение белковых фракций крови меняется в онтогенезе под влиянием внешних условий. Так, по мере роста птицы в сыворотки крови уменьшается содержание альбуминов и увеличивается содержание глобулиновых фракций (В.М. Лазарев, Т.Н. Родионова, 1984). Кроме того, с возрастом происходит уменьшение белкового коэффициента (отношение глобулинов к альбуминам).
Глобулиновая фракция белков сыворотки крови связанная с антителами, выполняет защитную и пластическую функции, а альбуминовая — играет динамическую роль, обеспечивая взаимодействие с углеводами, жирными кислотами, минеральными веществами крови (В.П. Жукайте, 1976).
При использовании в качестве белковой составляющей сои сорта Вилана следует отметить, что белковый коэффициент во всех группах был несколько ниже, чем в соответствующих группах опыта № II при использовании низкоингибиторного сорта Валента. При этом если в контрольной группе значение его составляло 1,05, что является нормой для перепелов, то во вто-рой опытной группе он равнялся только 0,56, что свидетельствует о нарушении белкового обмена у перепелов. Полученные результаты полностью согласуются с данными определения общего белка в сыворотке крови перепелов этой группы, содержание, которого было значительно ниже, чем в остальных группах. Кроме того, для данной группы характерно снижение уровня у-глобулина, что является свидетельством низкого иммунного статуса перепелов данной группы. В остальных опытных группах существенных различий в сравнении с контрольной в содержании альбуминов и глобулинов в сыворотке крови перепелов не наблюдалось.
Анализ обоих опытов показал, что белковые коэффициенты сыворотки крови перепелов выше во втором опыте для всех соответствующих им групп первого. В группах с необработанной соей показано, что при использовании сорта Валента изучаемый коэффициент составил 0,72 ед. (см. табл. 19, 2-я опытная группа), что выше аналогичной группы с использованием Виланы на 0,16 ед. (см. табл.18, 2-я опытная группа). Полученные данные свидетельствуют о предпочтительном использовании сорта Валента в качестве белковой основы для добавок, так как при ее использовании повышается иммунитет птицы. Аналогичную закономерность можно отметить и для у-глобулиновой фракции, значения которой выше во всех группах.
