Зернобобовые культуры и продукты их переработки

14.09.2015

К белковым компонентам растительного происхождения, широко применяемым в кормлении сельскохозяйственных животных, относятся зернобобовые культуры, с помощью которых балансируют комбикорм по протеину. Использование дешевых растительных белков в кормовом балансе позволяет значительно снижать себестоимость продукции.
Характерным признаком зернобобовых культур является способность фиксировать азот воздуха при помощи клубеньковых бактерий, благодаря чему зерно и их солома содержит значительные количества белка и другие азотистые соединения. Важное значение имеет также крахмал, а в семенах некоторых бобовых (соя, нут) - и жир. По содержанию белков бобовые превосходят семена злаков в среднем в 2-3 раза. Количество протеина в бобовых культурах колеблется в очень широких пределах: от 12 до 14% - у некоторых сортов фасоли, до 40% и более - в семенах сои и люпина. В бобах последнего содержание белков может достигать 61% сухой массы. Согласно требованиям, уровень протеина в бобовых культурах должен составлять не менее 20%.
Из белковых компонентов в семенах бобовых преобладают глобулины и альбумины, на долю которых приходится 60-90%; глютелины составляют 1-22%, а проламины, как правило, отсутствуют. Благодаря легкой растворимости белков зернобобовых в воде и растворах нейтральных солей, они легкопереваримы и доступны для усвоения животными, что также выгодно отличает бобовые культуры от злаков.
Питательная ценность белков зерна бобовых культур очень высока и равна 75-85, принимая биологическую ценность белков молока и яиц за 100, а белки сои и молока считают равноценными.
В белках бобовых находятся все незаменимые аминокислоты, уровень которых почти соответствует их содержанию в кормах животного происхождения. Кроме того, 4-5% веса зерна составляют свободные аминокислоты, из них значительная часть - незаменимые. Следовательно, семена зернобобовых культур являются не только кормом с большим количеством белков, но и концентратом незаменимых аминокислот (лизина, аргинина, лейцина, валина, триптофана и др.), необходимых для животных.
Главным запасным углеводом в семенах зернобобовых является крахмал, содержание которого в разных культурах колеблется в очень широких пределах: от 5% у сои до 56% у фасоли. Сахара представлены в основном сахарозой и рафинозой; количество их составляет 2-10%. Среди других углеводов имеются клетчатка (3,6-16,0%), гемицеллюлозы, пектиновые вещества, входящие в состав семенных оболочек и клеточных стенок.
Количество жира в зернобобовых растениях невелико - обычно не более 2-3%, за исключением нута, люпина и сои, в которых уровень его достигает 7, 21 и 27%. Жиры этих культур в основном состоят из насыщенных жирных кислот, не представляющих особой кормовой ценности, за исключением соевого масла в котором содержится 83,1% ненасыщенных жирных кислот, в том числе 5,9% линоленовой.
Зола зернобобовых содержит около 75% фосфора и калия; относительно высокое количество приходится на серу, кальций и магний. Поэтому зернобобовые могут являться ценными источниками перечисленных элементов.
Семена бобовых культур в значительных количества концентрируют витамины B1, B2, PP и Е; имеются в них также витамины D, К, С и каротин. Некоторые растения содержат алкалоиды и гликозиды.
К белковым компонентам растительного происхождения, используемым при производстве комбикормов, относятся из зернобобовых: горох, кормовые бобы, чина, чечевица, вика, люпин, соевые жмыхи и шроты.
Горох измельченный характеризуется такими физико-механическими свойствами: влажность - 12,6%, плотность - 1350 кг/м3, средний размер частиц - 0,78 мм, объемная масса - 700 кг/м3, угол естественного откоса - 43 град., сыпучесть - 9,5 баллов, распыляемость - 9,7%, гигроскопическая точка - 66% и максимальное поглощение влаги - 1,32 г; у зерна с влажностью 13,5% угол естественного откоса колеблется в пределах 17-19 град, и объемная масса - от 600 до 800 кг/м3.
Горох обладает хорошей переваримостью. Его включают в комбикорма для всех видовых и возрастных групп животных, и особенно для откармливаемых.
Кормовые бобы содержат дубильные вещества, обладающие вяжущими свойствами; в состав комбикормов одновременно с бобами целесообразно вводить пшеничные отруби или мелассу, которые оказывают послабляющее действие.
Вика содержит гликозиды вицианин и вицин, в связи с чем ее использование в рецептуре комбикормов ограничено, так как в желудочно-кишечном тракте животных гликозиды расщепляются с образованием синильной кислоты, оказывающей токсическое действие. Вику применяют для кормления прудовых рыб.
Чина по своей питательности превосходит горох и чечевицу. Использовать ее следует в ограниченном количестве и в основном рыбам, крупному и мелкому рогатому скоту, так как она содержит токсические вещества. Последние при термической обработке разрушаются. В связи с этим рекомендуется чину включать в комбикорма, которые предназначены для гранулирования.
Люпин в своем составе имеет алкалоиды — лупенин, скартеин, лупанин, оксилупанин и др., количество которых может изменяться от 0,005 до 4%. Поэтому при использовании его семян в кормопроизводстве следует учитывать общий уровень алкалоидов. Высокие температуры при влажной обработке корма разрушают ядовитое начало. В последние годы получены безалкалоидные (или низкоалкалоидные) сорта люпина, но они легко поражаются бактериальными. болезнями, что также необходимо иметь в виду при контроле качества продукта. Нормы качества зернобобовых культур приведены в табл. 5.

Зернобобовые культуры и продукты их переработки

Биологическая ценность белков зерновых культур по Н.Н. Иванову, если принимать за 100 питательность белков молока или яйца, выражается следующими величинами: зернобобовые - 75-85, соя - 100.
Из побочных продуктов переработки сои на масло значительной эффективностью отличаются соевые жмыхи и шроты.
Соевые жмыхи и шроты являются одними из лучших белковых кормов для животных. Протеин их состоит из 25—34% глобулинов, 13-14% глютелинов и 6-8% альбуминов. Они богаты незаменимыми аминокислотами - лизином, аргинином, лейцином, фенилаланином, треонином, валином, - но не относятся к лучшим источникам серосодержащих аминокислот (метионина, цистина).
Данные продукты содержат ингибиторы протеолитических ферментов желудочно-кишечного тракта животных (трипсина, пепсина), а некоторые белки их отрицательно влияют на усвоение микроэлементов (йода, молибдена, марганца, цинка). Высокие температуры и давление снижают антагонистические свойства сои. Поэтому гранулирование жмыхов и шротов или комбикормов, в состав которых они входят, является благоприятным приемом для широкого использования их в производстве готовой продукции.
Соевые жмыхи и шроты могут быть поражены как бактериями, так и грибами. К наиболее распространенным следует отнести: грибы Fusarium, мучнистую росу (Erisiphe), белую гниль (Sclerotinia libertiana) И др. Обнаружен в сое и афлатоксин. Токсическими являются грибы родов Fusarium, Sclerotinia. Отмечается обсемененность жмыха и сальмонеллами в количестве до 5%.
Жмых соевый должен иметь влажность не более 8%, содержание жира - до 8%, клетчатки - до 5,5% и металлопримесей - до 3%, протеина - не менее 43%, а в шроте кормовом обыкновенном и выработанном по ГОСТ 12220-96 влажность не должна превышать 8,5-10,0%, количество жира - 0,5-1,5%, золы - до 1,5%, остаточного бензина - до 0,1% и сырого протеина - не менее 45%.
В производстве комбикормов для разных групп животных используются зерновые и побочные продукты их переработки, получаемые на мукомольно-крупяных предприятиях и элеваторах. В среднем зерновых компонентов в составе комбикормов содержится от 70 до 85%.
В связи с ростом урожайности каждый год на хранение поступает значительное количество влажного зерна. Существующее сушильное хозяйство, как правило, не в состоянии своевременно обработать и просушить до требуемых кондиций всю массу сырого зерна, поступающего в ограниченные сроки на хлебоприемные предприятия. В настоящее время производительность сушилок в нашей стране достигает 50 т в час. Дальнейшее повышение их мощности является рентабельным лишь до определенного предела. Требуются дополнительные промежуточные приемы консервирования зерна до момента сушки.
В последние годы в рационах животных увеличивают долю зерна, которое перед скармливанием расплющивают, а не размалывают. Для плющения зерно должно иметь влажность не ниже 16%. Таким образом, возникает проблема сохранения влажного зерна до момента использования.
Существующий в практике способ хранения в складах при естественных условиях температуры и влажности окружающего воздуха не обеспечивает сохранности качества компонентов комбикормов, исследованиями установлено, что даже при нормальных условиях в сухих белково-витаминных продуктах постоянно протекают гидролитические И окислительные процессы, снижающие содержание в них полноценного белка, жира, витаминов и других питательных веществ.
Низкая влажность указанных кормовых продуктов, с которой они выпускаются промышленностью, препятствует активному развитию микроорганизмов, однако в большинстве случаев не вызывает их гибели. Многие виды бактерий и грибов в вегетативном состоянии и особенно в виде спор в течение длительных сроков сохраняют жизнеспособность в сухих кормовых продуктах.
Даже при незначительном повышении влажности, которое может наблюдаться при естественных перепадах температур окружающего воздуха, белково-витаминные компоненты вследствие своей гигроскопичности становятся благоприятной средой для развития не только сапрофитных, но и токсигенных, условно-патогенных и патогенных видов бактерий и грибов. Развитие микрофлоры вызывает комкование, слеживание, разрушение гранул, образование посторонних запахов, самосогревание, прогоркание, плесневение и другие признаки ухудшения качества.
В результате жизнедеятельности микроорганизмов не только ухудшаются органолептические показатели, но вследствие разложения белковых веществ и жира накапливаются аммиак, индол, меркаптаны, альдегиды, эпоксиды и другие соединения, токсичные для живых организмов. Токсигенные и условно-патогенные бактерии и грибы могут стать возбудителями токсикозов и токсикоинфекций у животных и птицы.
В последние годы в связи с ростом производства и с целью сохранения хорошего качества и питательной ценности влажного зерна и других кормовых продуктов все более широко изучается возможность Использования новых прогрессивных способов хранения.
В зерне и продуктах его переработки обитают преимущественно кокковидные и палочковидные формы бактерий. По данным Л.А. Трисвятского, на зерне насчитывается приблизительно следующее число Микроорганизмов (тыс. в 1 г): пшеница - 1500, кукуруза - 20, рожь - 2500, овес 700, горох - 40, рис - 250, просо - 20. Из неспорообразующих бактерий на зерне чаще встречаются представители вида Pseudomonas herbicola (92-95%). Они не вызывают порчи зерна, а наоборот, постепенно вытесняют грибы и кокки; поэтому по наличию их можно судить о свежести и продолжительности хранения зерна.
Появление неприятного запаха и вкуса, обусловленного разрушением белков и крахмала, связано с развитием в зерне Вас. mesentericus. Цвет и блеск зерна изменяют в основном микроорганизмы Fusarium, Mycelia sterilia. Ослизнение и гнилостные процессы вызывают обычно бактерии Вас. subtilis, Вас. mycoides, В. proteus.
При санитарной оценке зерна особое значение приобретают грибы, которые являются возбудителями болезней зерновых культур. Основные из них следующие.
Головневые грибы относятся к высшим грибам порядка Ustilaginales семейств Ustilaginaceae и Tilletiaceae, поражают чаще колос. Пораженная ткань превращается в черную пыльную массу, представляющую собой многочисленные хламидоспоры. На ячмене обычно паразитируют U. hordei, пшенице - U. tritici, кукурузе - U. zeae, овсе - U. avenae, ржи - Т. levis, Т. secalis. Из головневых грибов выделены вещества, обладающие антибиотическими свойствами, - устизеин А и В, а также алкалоиды. Пораженное головней зерно можно скармливать животным на откорме, причем за несколько недель до убоя дачу его прекращают.
Спорынья (Claviceps purpurea) паразитирует на хлебных злаках, токсична. Токсичность обусловлена содержанием алкалоидов клавинового типа - клавиналкалоидов, имеющих в основе эрголин, и полипептидного типа - производных лизергиновой и изолизергиновой кислот.
Фузариозы - наиболее распространенные болезни злаковых; их возбудители - грибы Fusarium, которые расщепляют белок с выделением NH3 и крахмал, вследствие чего зерно становится щуплым. Многие виды этих грибов токсичны. Кукуруза может поражаться грибами Nigrospora oryzae и Diplodia zeae. Характерным признаком болезней служат черные споры грибов, лежащие в виде точек или прерывистых полос.
Из токсических грибов в санитарии кормов особое значение приобретают грибы рода Aspergillus, Penicillium, Fusarium, которыми поражаются пшеница, ячмень, овес, кукуруза, сорго, соя, горох и др. корма, особенно с высокой влажностью. Наиболее опасными являются:
1. Aspergillus flavus, A. parasiticus (выделяют афлатоксины B1, B2, G1, G2), A. ochraceus (охратоксины А, В, С), A. nidulans (нидулотоксин), A. oryzae (мальторизин), A. versicolor (стеригматоцистин), A. fumigatus, A. clavatus, A. giganteus, A. niger, A. rubber и др.
2. Penicillium islandicum (исландитоксин), Р. brеnсum (эмодин, ругулозин, скирин), P. citreoviride (цитреовиридин), P. citrinum (цитринин), Р. urticae (патулин), Р. notatum (нотатин), P. rugulosum (ругулозин) и др.
3. Fusarium sporotrichiella (сапонин, поэфузарин), F. nivale (фузарен, ниваленон), F. graminearum и F. moniliforme (зеараленон) и др. Многие токсины обладают канцерогенными свойствами, вызывают отравления животных и птицы. Образование и накопление их связано с порчей зерна, обусловленной неблагоприятными погодными условиями во время уборки урожая и хранением при повышенной влажности. Так, по этим причинам в Канаде в 1972 г. оказалось зараженным зерно в количестве 60%; были обнаружены ядовитые вещества - охратоксин А и цитринин.
В зарубежных странах существуют предельно допустимые нормы засорения зерна грибами: зерно, содержащее в 1 г 100 тыс. спор грибов, считают неблагополучным по качеству и исследуют на предмет пригодности к скармливанию животным. В СШ А считают, что наличие 10 тыс. спор грибов в 1 г кукурузы указывает на санитарное неблагополучие такого зерна. Как правило, степень заспорения мучнистых кормов - отрубей, мучек, дерти - более высокая, чем зерна; причем наибольшее количество диаспор грибов обнаруживается в битом зерне и сорной примеси.