Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении

15.09.2015

Для производства БВМД используют компоненты, обладающие различными биологическими свойствами, которые при определенных условиях подвергаются изменениям. В нормальных условиях хранения БВМД химические, биохимические и микробиологические процессы протекают чрезвычайно медленно. С повышением влажности и температуры воздуха эти изменения усиливаются и могут послужить причиной не только ухудшения качества готовой продукции, но и полной ее порчи.
К основным показателям, характеризующим питательную ценность БВМД, относят содержание сырого протеина, углеводов (клетчатки), жира и минеральных веществ. Из биологически активных веществ с точки зрения хранения представляют интерес витамины и другие микрокомпоненты.
По данным М.Г. Голик, БВМД, хранящиеся в течение 180 дней при температурах -5, +5 и 10 °С, не изменяют органолептических признаков. При температурах 18 и 25 °C отмечалось ухудшение качества продукции при меньших сроках хранения, которые были различны в зависимости от влажности БВМД. Так, при температуре 18 °C и влажности БВМД от 8 до 10% изменения органолептических признаков появились после 120-140 дней хранения, при влажности 11-13% - через 100-109 дней, а при температуре 25 °C эти сроки составили, соответственно, 95-100 дней и 84-92 дня хранения.
Данные химического анализа показали, что содержание общего и водорастворимого протеина, а также аммиака в БВМД при хранении почти не изменилось. Перед закладкой на хранение общее количество сырого протеина в продукции составляло 34,1%, в том числе водорастворимого - 4,1%, аммиака - 67,6 мг%. По истечении 180 дней хранения всех указанных опытных партий БВМД при заданных влажности и температуре содержание протеина колебалось в пределах 33,8-34,7%, водорастворимого белка - 4,0-4,1% и аммиака - 56,7-70,0 мг%.
Известно, что разрушение белковых веществ и образование аммиака в продуктах обусловлено жизнедеятельностью микроорганизмов; те сочетания влажности и температуры, при которых хранились БВМД, были, по-видимому, неблагоприятны для развития в них активных микробиологических процессов, которые могли бы вызвать заметный распад белка в продукции.
Количество сырого жира в БВМД при хранении тоже практически не изменялось: в начале хранения оно составляло 3,6% и в конце от 3,5 до 3,7%. Вместе с тем, наблюдались качественные изменения жировой фракции (табл. 99).

Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении
Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении

Кислотное число жира увеличивалось, что обусловлено гидролитическим распадом жира в БВМД при хранении. Известно, что фермент липаза, катализирующий этот процесс, имеется в сырье, используемом для производства БВМД (отрубях, жмыхах и др.) Кислотное число жира возрастало с повышением влажности и температуры БВМД, однако влажность продукта оказывала более заметное влияние, чем температура. Наименьшее увеличение кислотного числа (с 98,3 до 107,0 мг КОН) имело место у БВМД с влажностью 9% за 180 дней хранения при температуре -5 °C и наибольшее (с 98,3 до 128,7 мг КОН) - у продукции с влажностью 13% после 84 дней хранения при 25 °С.
При хранении БВМД увеличивалось также и перекисное число жира, характеризующее содержание в жировой фракции перекисных соединений, образующихся в результате ее окисления. Наиболее подвержены окислению жиры, содержащие много ненасыщенных жирных кислот. Протекающие в продукте процессы гидролиза жира, в свою очередь, способствуют его окислению, так как свободные жирные кислоты, высвобождающиеся при распаде липидов, легче окисляются.
Наименьший рост перекисного числа (с 0,18 до 0,36% йода) отмечался в БВМД с влажностью 8% после хранения при температуре -5 °C и наибольший (с 0,18 до 0,44) - в продукции влажностью 13% через 100 дней хранения при 18 °С. Появление в жире перекисных веществ указывает на начало порчи липидной фракции и возможность дальнейшего ухудшения ее качества.
В хранящихся БВМД также отмечалось увеличение числа омыления жира, что обусловливается окислительными и гидролитическими процессами. Как видно из табл. 99, наибольшей величины (216 мг КОН/г) число омыления жира достигло в БВМД влажностью 13% за 180 дней хранения при температуре 10 °С. При хранении БВМД такой же влажности в течение 84 дней при 25 °C число омыления жира составило 178,1 мг КОН/г. Наиболее интенсивно протекают изменения качества жира при более высоких температурах и влажности, при которых сроки хранения БВМД резко сокращаются.
Определенных закономерностей изменения йодного числа жира при хранении БВМД не было отмечено.
Выраженные изменения в величинах кислотного, перекисного и числа омыления жира, а также развитие микроорганизмов и продуцирование ими ферментов липазы и липоксидазы приводят в конечном счете и к разрушению наиболее ценной в биологическом отношении витаминной фракции БВМД.
По данным ряда исследователей, на сохранность витаминов определенное влияние оказывают также микроэлементы, которыми обогащаются БВМД. В частности, отмечается положительное влияние глицерофосфатов железа на активность витаминов и отрицательное - сернокислых солей микроэлементов, снижающих сохранность витаминов B2 и B12. Изучая взаимодействие различных биологически активных веществ в добавках, делается вывод, что минеральные вещества в форме карбонатов менее агрессивны по отношению к витаминам, чем сульфаты.
Определенный интерес представляет сохранность биологически активных веществ, а также изменения качества липидной фракции в гранулированных БВМД. Для проведения таких исследований были выработаны опытные партии продукции, которая хранилась на складе Воронежского экспериментального комбикормового завода ВНИИКП. Гранулирование ее проводилось на прессе ДПБ. При хранении БВМД в период с апреля по октябрь среднемесячная температура колебалась в пределах 4,7-19,9 °С, а относительная влажность воздуха составляла 61-72%. Результаты исследований представлены в табл. 100.
Из таблицы видно, что в процессе хранения гранулированных БВМД в складских условиях наблюдалось незначительное уменьшение содержания сырого жира, каротина, витаминов A, B2 и E с одновременным увеличением кислотного и перекисного чисел жира. Количество влаги и кислотность в продукции почти не изменялись. Однако имело место изменение pH с 6,6 до 5,7, что указывает на сдвиг концентрации водородных ионов в кислую сторону. Результаты исследований показывают, что оптимальный срок хранения гранулированных БВМД - 3 мес.
Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении

В 80-е годы прошлого столетия научно-исследовательский витаминный институт разработал технологию получения и производства отечественных микрогранулированых форм витаминов B2, А и микрокапсулированного витамина E (ранее в комбикормовой промышленности использовались импортные витамины А и Е, а витамин B2 применялся и применяется в форме фармакопейного и требующего при производстве премиксов приготовления предварительных смесей с наполнителем). В связи с этим во ВНИИКП были изучены физико-механические свойства новых форм указанных витаминов, а также их стабильность в составе БВМД при хранении. Для этого были выработаны опытные партии продукции, которые хранились в складском помещении Воронежского экспериментального комбикормового завода ВНИИКП и в лабораторных условиях. В лабораторном опыте БВМД хранились при температуре 4 и 30 °С, относительной влажности воздуха 75 и 90%.
В процессе хранения БВМД в складе среднемесячная температура воздуха изменялась от -11,1 до 18,7 °С, а относительная влажность колебалась в пределах 70-86%. Влажность БВМД в начале хранения находилась на уровне 8,0-9,9% и в дальнейшем увеличивалась, а к концу хранения (через 6 мес.) по вариантам опыта равнялась 8,9-13,8%.
Полугодовое хранение БВМД в лабораторных условиях при температуре 4 °С и относительной влажности воздуха 75% вызвало повышение влажности в них до 10,1-10,6%. В термостате, при температуре 30 °C и относительной влажности воздуха 90%, через 2 мес. хранения влажность продукции по вариантам опыта составила 17,2-17,8%. При этом БВМД скомковались, заплесневели и приобрели затхлый запах. Поэтому их дальнейшее хранение было прекращено.
Известно, что стабильность многих витаминов тесно связана с активной кислотностью. Величины pH при хранении БВМД в различных условиях, полученные в опыте, находились в пределах 5,7-7,0, т.е. являются оптимальными для сохранения витаминов.
Результаты исследований стабильности как импортных, так и новых форм витаминов А и E представлены в табл. 101.
Полученные данные показывают, что при хранении БВМД в складских условиях содержание микрогранулированного витамина А после двух месяцев снизилось на 13,6%. Активность импортного витамина А при этом была на уровне исходной. Через 6 мес. разрушение витамина А в форме микровита было равно 30,8%, а импортного - 30,2%.
Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении

В лабораторных условиях при температуре 4 °C и относительной влажности воздуха 75% к концу второго месяца сохранность микровита А в БВМД составляла 84,7%, импортного витамина А - 85,2%. За этот же период сохранность импортного витамина в условиях повышенной температуры 30 °C и относительной влажности воздуха 90% была равна 74,2%, т. е. на 10,3% выше активности нового микрогранулированного витамина А. Однако эта разница не превышала допустимых пределов ошибки определения. Потери активности нового микрогранулированного витамина А к концу шестого месяца хранения БВМД при температуре 4 °C и относительной влажности воздуха 75% составили 32,0%, а импортного - 24,3%.
Динамика активности витамина E при хранении БВМД с импортной порошкообразной и новой микрокапсулированной формами препаратов представлена в табл. 102.
Анализ приведенного в ней материала показывает, что новый мик-рокапсулированный и импортный препараты витамина E практически сохранились полностью в течение трех месяцев хранения БВМД в складе. За шесть месяцев потери микрокапсулированного витамина E составили 18,9%, а импортного - 29,7%, т. е. его разрушение было на 10,8% больше.
Опыты, проведенные в зимне-весенний период, показали, что сохранность микрокапсулированного витамина E к концу второго месяца хранения БВМД в складе была равна 91,7%, при этом активность импортного витамина E составляла 96,8%. Потери активности микрокапсулированного витамина E в результате полугодового хранения БВМД в складских условиях составили 32,2%, т. е. на 7,8% превышали потери импортного витамина Е.
Микрокапсулированный витамин E в БВМД, хранившейся три месяца в лабораторных условиях при температуре 4 °С и относительной влажности воздуха 75%, сохранялся полностью, а потери импортного витамина E составили 13,5%. К концу шестого месяца хранения БВМД стабильность микрокапсулированного витамина E была на уровне 93,4%, а потери импортного препарата составляли 14,5%.
Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении

При изучении стабильности витамина E в БВМД, хранившихся при температуре 30 °C и относительной влажности воздуха 90%, установлено, что через два месяца активность микрокапсулированного витамина E снизилась на 15,5%, а порошкообразного импортного - на 13,7% от исходной. При этом необходимо отметить, что колебания активности испытуемых форм витамина E не имели закономерного характера и не превышали пределов допустимой ошибки метода.
Результаты исследований стабильности порошкообразного фармакопейного препарата и новой микрогранулированой формы витамина B2 при хранении БВМД сведены в табл. 103.
Изменение химического состава и биологической ценности БВМД при хранении

Исследования сохранности витамина B2 свидетельствуют о том, что трехмесячное хранение БВМД в осенне-зимний период в складе практически не вызывает снижения активности фармакопейного препарата рибофлавина.
Потери микрогранулированного витамина B2 при этом составили 15,7%. Через 6 мес. разрушение фармакопейного и микрогранулирован-ного рибофлавина достигло 19,6 и 12,6% соответственно. При хранении продукции в зимне-весенний период в складских условиях, в течение трех месяцев микрогранулированный и фармакопейный рибофлавин сохранился полностью. Активность микрогранулированного витамина B2 через 6 мес. уменьшилась на 8,3%.
В лабораторных условиях при температуре 4 °C и относительной влажности воздуха 75% через три месяца не отмечалось снижения активности микрогранулированого и фармакопейного рибофлавина, после 6 мес. хранения потери микрогранулированного рибофлавина составили 10,7%. Содержание фармакопейного препарата этого витамина оставалось на уровне исходного. Хранение рибофлавина при температуре 30 °C и относительной влажности воздуха 90% привело к снижению активности микрогранулированного витамина B2 в конце 2-ого месяца на 14,8%. В тех же условиях стабильность фармакопейного рибофлавина не снизилась.
Таким образом, проведенные опыты не выявили существенной разницы в стабильности применяемых в настоящее время и новых микрогранулированных препаратов витамина А и B2, а также микрокапсулированного витамина E в составе БВМД при хранении в различных условиях.