|
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ ТВАРИННИЦТВА
ГІСКА ВОЛОДИМИР ВІКТОРОВИЧ
УДК 636.085.55 : 636.086 / 4.084
ВИКОРИСТАННЯ ЕКСТРУДОВАНОГО НАСІННЯ АМАРАНТУ В СКЛАДІ КОМБІКОРМІВ ДЛЯ МОЛОДНЯКУ СВИНЕЙ
06.02.02 - годівля тварин та технологія кормів
автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата
сільськогосподарських наук
Харків - 2002
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Одеському державному аграрному університеті,
Міністерство АПК України
Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук Подобєд Леонід Іларіонович, директор Інституту кормів УААН
Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор Гноєвий Віктор Іванович, Інститут тваринництва УААН, завідуючий лабораторією виробництва кормів
кандидат сільськогосподарських наук, доцент Бондарєв Олексій Іванович, Харківська зооветеринарна академія, доцент кафедри годівлі сільськогосподарських тварин
Провідна установа: Інститут свинарства УААН, лабораторія годівлі свиней,
м. Полтава
Захист дисертації відбудеться 22.05.2002 року о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 65.356.02 в Інституті тваринництва УААН за адресою: 62404, м.Харків, п/в Кулиничі
З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту тваринництва УААН за адресою: 62404, м.Харків, п/в Кулиничі
Автореферат розісланий 18.04.2002 року
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради Проніна В.В.
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Економічно вигідне ведення галузі свинарства можливе лише за умови високої продуктивності тварин. Але ефективному розвитку цієї галузі в Україні перешкоджає ціла низка причин, і не тільки економічних, але і технологічних. Однією з них є дефіцит повноцінного білка в концентрованих кормах. У країнах світу з розвиненим тваринництвом враховують цю потребу і тому, поряд з високою якістю усіх кормів, перевагу надають, в першу чергу, високопротеїновим інгредієнтам, таким як соя, горох та інші.
Важливим резервом у вирішенні проблем виробництва білка для потреб тваринництва можуть бути малопоширені високобілкові культури, які в південному регіоні України мають високі стійкі врожаї.
Однією з таких культур є амарант, який завдяки своїм біологічним властивостям може вирощуватись як зернофуражна культура. В насінні амаранту міститься біля 15 - 23% білка, в якому накопичується до 5,6 - 11,7г лізину на 100г протеїну. Унікальність хімічного складу насіння амаранту полягає у тому, що у протеїні є майже всі незамінні амінокислоти у сприятливому, з точки зору годівлі, співвідношенні.
Проте, використовувати насіння амаранту у годівлі свиней без попередньої його підготовки неможливо через дуже малі його розміри, яке, до того ж, покрите щільною оболонкою, що важко руйнується, а також через наявність у ньому інгібіторів протеолітичних ферментів.
Актуальність роботи обумовлена необхідністю детального вивчення хімічного складу насіння амаранту, пошуком оптимальних способів його підготовки до згодовування, а також вивченням впливу насіння цієї культури після відповідної обробки на ріст і розвиток молодняку свиней за різних доз введення його до комбікормів.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Виконання робіт за темою дисертації здійснювалось згідно з НТП “Годівля с.-г. тварин” підпрограми “Виробництво комбікормів, преміксів, білково-вітамінних добавок” (шифр 01 – 03) виконаної на замовлення Міністерства аграрної політики України та входило до плану науково-дослідних робіт Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції.
Мета і завдання досліджень. Метою досліджень було вивчення ефективності використання у годівлі відлучених поросят комбікормів, що містять у своєму складі різну кількість екструдованого насіння амаранту.
В зв'язку з цим у завдання наших досліджень входило :
- вивчити хімічний склад насіння амаранту перспективних сортів, що вирощуються на півдні України;
- встановити оптимальні параметри термічної обробки насіння амаранту з метою зниження до мінімуму активності антипоживних факторів, максимального збільшення поживної цінності насіння і перетворення кормового продукту в оптимальну технологічну форму для введення до складу комбікормів;
- розробити рецепти комбікормів із різним вмістом екструдованого насіння амаранту;
- вивчити зоотехнічний і фізіологічний ефект використання різних доз екструдованого насіння амаранту у складі комбікормів для молодняку свиней;
- дослідити вплив експериментальної годівлі на перетравність і баланс речовин в організмі поросят;
- визначити економічну ефективність використання розроблених комбікормів при годівлі відлучених поросят.
Об'єкт досліджень: закономірності змін хімічного складу насіння амаранту в процесі екструзії; закономірність росту і розвитку відлучених поросят.
Предмет досліджень: комбікорми з екструдованим насінням амаранту в своєму складі; відлучені поросята великої білої породи.
Методи досліджень: динаміка аналізу хімічного складу насіння амаранту здійснювалася за рахунок визначення вмісту фракцій білку, розчинних фракцій вуглеводів, вмісту фосфоліпідів та гліколіпідів. На протязі науково-господарських дослідів визначено порівняльний вплив комбікормів з різним вмістом екструдованого насіння амаранту на середньодобові прирости поросят, витрати кормів. Крім того вивчено баланс азоту, кальцію, фосфору, а також перетравність поживних речовин раціону. Фізіологічними дослідженнями встановлено деякі показники складу крові – загальний білок, кальцій, фосфор, резервна лужність і холестерин.
Наукова новизна роботи. Вперше встановлена можливість застосування насіння амаранту в екструдованому вигляді у раціонах відлучених поросят.
Оптимізовано режими екструдування насіння амаранту перспективних сортів півдня України та досліджено зміни його хімічного складу в процесі екструдування.
Досліджено хімічну характеристику розчинних фракцій білка, жирнокислотного складу і активність антипоживних речовин у насінні амаранту та їх зміни в процесі теплової обробки.
Вивчено ефективність різних доз екструдованого насіння амаранту у складі комбікормів при їх згодовуванні відлученим поросятам.
Досліджено вплив комбікормів, що містять у своєму складі екструдоване насіння амаранту, на інтенсивність росту поросят, перетравність поживних речовин, баланс азоту, кальцію та фосфору.
Практичне значення отриманих результатів. Розроблено методику і режими екструдування насіння амаранту для екструдерів типу КМЗ.
Обгрунтовано рецепти комбікормів з використанням насіння амаранту.
Встановлено зоотехнічний ефект використання екструдованого насіння амаранту замість сої або гороху, який полягає у підвищенні продуктивності відлучених поросят на 8,5 - 11,0%, зниженні витрат кормових одиниць на одиницю продукції вирощування на 10,3 - 11,1% та отриманні додаткового прибутку в розмірі 0,40 - 12,09 грн на 1 ц продукції вирощування.
Особистий внесок здобувача. Дисертаційна робота містить результати досліджень, які отримані здобувачем особисто. Робочу програму та методики досліджень було розроблено за допомогою наукового керівника.
Статистична обробка результатів досліджень, їх обговорення та інтерпретація проведені здобувачем самостійно.
Апробація результатів дисертації. Результати досліджень і основні положення роботи доповідалися на наукових конференціях професорсько-викладацького складу, наукових співробітників та аспірантів Одеського ДСГІ в 1997 - 99 роках; на міжнародній науково-виробничій конференції “Наукове забезпечення агропромислового виробництва” (Одеса, 1999); на міжнародній науково-виробничий конференції “Стан та перспективи кормовиробництва на сучасному етапі” (Одеса, 2000).
Публікації. Основні положення дисертаційної роботи викладено в 5 наукових публікаціях.
Структура та обсяг дисертації. Дисертація складається із вступу, огляду літератури, матеріалів та методики досліджень, результатів досліджень, висновків, списку використаної літератури та додатків. Рукопис надруковано на 160 сторінках, вміщує 32 таблиці. Список використаної літератури складається з 235 джерел, в тому числі зарубіжних - 55.
Матеріал і методика досліджень
Технологічні досліди було проведено в лабораторії кормовиробництва Одеської державної сільськогосподарської дослідної станції, а також на Роздільнянському МКЗ і виробничій дільниці Одеського біотехнологічного інституту. В дослідах залучали промислові установки по термічній обробці зерна, які діють на цих підприємствах. До складу цих установок входили типові екструдери КМЗ - 2М і КМЗ - 2У.
Вивчення ефективності різних способів попередньої підготовки насіння амаранту методом екструзії проведено за дві серії технологічних експериментів. У першій серії насіння обробляли на екструдері КМЗ - 2М з насадкою для виділення олії. Досліджено три параметри екструдування при температурі 120, 130 і 140°С та тиску 4, 5 і 6 МПа, відповідно.
В другій серії насіння екструдували на екструдері КМЗ - 2У без виділення олії. Режим обробки на вказаному екструдері був один - температура 130°С, тиск 5МПа. У досліді використовували насадку для екструдування сої.
Ефективність екструзії оцінювали за органолептичними показниками: кольору, розміру часток і смаку. Вивчили хімічний склад продукту (вологість, азот, зола, жир, кальцій, фосфор) за загальноприйнятими методиками /П.Т.Лєбєдєв, О.Т.Усович, 1969/.
Амінокислотний склад екструдатів був характеризований по загальній концентрації вільних і зв'язаних амінокислот. Для аналізу всі білки корму піддали гідролізу, а гідролізат аналізували на чеському амінокислотному аналізаторі ААА - 881.
Фракціонний склад протеїну вивчали за методом Осборна в модифікації, яка описана А.А.Созіновим, Н.І.Блохіним, І.І.Василенко /1977/, біологічну цінність протеїну розрахували за формулами В.П.Крищенко /1983/.
При вивченні вуглеводів насіння використовували методики визначення вмісту крохмалю, водорозчинних вуглеводів, геміцелюлоз і лігніну, що описані А.І.Єрмаковим із співробітниками /1987/. Для вивчення деструкції крохмалю використовували методику визначення ступеня декстринізації за Ф.Д.Братерським та А.Д.Пєлєвіним /1983/.
Вивчення ефективності використання різних доз екструдованого насіння амаранту у складі комбікормів проведено у двох науково-господарських дослідах (табл. 1).
В першому досліді визначали ефективність використання знежиреного екструдату насіння амаранту у складі комбікормів у дозах 6,0 та 8,5%, замінюючи при цьому адекватну кількість екструдованої сої.
В другому досліді вивчали ефективність використання повножирного екструдованого насіння амаранту у складі комбікормів у дозах 10, 15 та 20% за масою на фоні вилучення аналогічної кількості горохової дерті.
Таблиця 1
Схема дослідів
Досліди Групи Кількість тварин у групі Тривалість основного періоду, дн. Характеристика годівлі
І 1 10 60 Основний раціон (ОР) + стандартний комбікорм рецепту № 1
2 10 60 ОР + експериментальний комбікорм (ЕК) рецепту № 2 з включенням 6 % знежиреного екструдату насіння амаранту
3 10 60 ОР + ЕК рецепту № 3 з включенням 8,5 % знежиреного екструдату насіння амаранту
ІІ 1 12 60 ОР + стандартний комбікорм рецепту № 4
2 12 60 ОР + ЕК рецепту № 5 з включенням 10 % екструдату насіння амаранту
3 12 60 ОР + ЕК рецепту № 6 з включенням 15 % екструдату насіння амаранту
4 12 60 ОР + ЕК рецепту № 7 з включенням 20 % екструдату насіння амаранту
Для проведення науково-господарських дослідів відбирали відлучених поросят середнім віком 60 - 70 днів. Тварин підбирали в групи за принципом аналогів. Обидва досліди проводили в дослідному господарстві “Южне” Біляївського району Одеської області на поросятах великої білої породи. Досліди проводились методом груп-аналогів.
Годівлю поросят здійснювали комбікормами, наведеними в таблиці 2.
При проведенні дослідів визначали споживання корму, динаміку живої маси (щодекадно), перетравність поживних речовин, баланс азоту, кальцію та фосфору, а також деякі морфологічні показники крові.
На основі одержаних даних розраховували витрати кормів на 1кг приросту живої маси та економічну ефективність використання екструдованого насіння амаранту в складі комбікормів.
Науково- господарські та балансовий досліди проводили за загальноприйнятими методиками - А.І.Овсянніков /1976/, М.Ф.Томме /1969/. У крові загальний білок визначали рефрактометричним методом (Б.І.Антонов, 1991), фосфор - з ванадат-молібдатним реактивом, а кальцій - комплексометричним методом з флуорексоном (І.П.Кондрахін та інш., 1985), резервну лужність за методом А.Д.Нєводова /1971/.
Всі результати дослідженнь у зоотехнічних і фізіологічних дослідах були оброблені статистично за Н.А.Плохінськом /1969/.
Таблиця 2
Склад і поживність комбікормів для поросят
Склад та показники Рецепти (%)
Перший дослід Другий дослід
Групи тварин
1 2 3 1 2 3 4
Дерть ячмінна 23,0 23,0 23,0 30,0 30,0 30,0 30,0
Дерть кукурудзяна 22,0 22,0 22,0 20,0 20,0 20,0 20,0
Висівки пшеничні 20,0 20,0 20,0 10,0 10,0 10,0 10,0
Макуха соняшникова 16,0 16,0 16,0 11,0 11,0 11,0 11,0
Екструдована соя 15,0 9,0 6,5 - - - -
Дерть горохова - - - 20,0 10,0 5,0 -
Екструдоване знежирене насіння амаранту - 6,0 8,5 - - - -
Екструдоване повножирове насіння амаранту - - - - 10,0 15,0 20,0
Борошно м'ясо-кісткове - - - 5,0 5,0 5,0 5,0
Крейда 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0 2,0
Сіль 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Премікс 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0
Разом 100 100 100 100 100 100 100
В 1 кг міститься :
кормових одиниць 1,04 1,01 1,01 1,09 1,10 1,11 1,13
обмінної енергії, МДж 11,06 11,03 11,00 12,05 12,12 12,20 12,34
сирого протеїну, г 177,1 174,7 172,7 167,5 165,9 163,8 160,8
сирої клітковини, г 77,2 71,9 71,0 64,2 64,9 65,8 66,2
перетравного протеїну, г 148,6 147,7 143,3 144,2 140,9 136,8 130,6
кальцію, г 19,1 19,1 19,1 14,8 14,9 14,9 15,1
фосфору, г 12,1 12,1 12,1 9,8 9,8 9,9 10,0
Результати власних досліджень
Оптимізація параметрів екструдування насіння амаранту
Теплова обробка насіння амаранту в процесі екструдування спричиняє глибокі зміни технологічних властивостей корму. Екструдат амаранту не перетворюється у в'язкотекучу масу, як це спостерігається при екструзії ячменю, кукурудзи та інших культур. Проте, отриманий продукт припиняє пилити за рахунок злипання часток і перетворення його у пластівці. В наслідку подрібнення екструдату насіння амаранту на ДКУ отримали легкосипучу речовину з оптимальним для згодовування відлученим поросятам розміром часток, у середньому, 0,7 - 0,9 мм у діаметрі.
Екструдування насіння амаранту забезпечує суттєве змінення хімічного складу цього корму. Особливо це стосується протеїнового комплексу насіння. З підвищенням температури обробки та тиску змінюється співвідношення білкового та небілкового азоту на користь останього, концентрація якого зростає у насінні сорту Легінь на 11,02 - 11,81% і на 14,08 - 15,85% у насінні сорту Атлант. Це є свідоцтвом теплової денатурації білків продукту. Найбільш велика кількість небілкового азоту - 2,84% (сорт Легінь) і 3,28% (сорт Атлант) містилася у насінні, яке було екструдоване при температурі 130°С та тиску 5 МПа.
Змінювання вмісту в екструдаті білкового та небілкового азоту супроводжувались суттєвими змінами фракційного складу білка.
Загальною закономірністю процесу екструдування є зменшення водо- та солерозчинних фракцій на фоні збільшення концентрації нерозчинного залишку, а також луго- та спирторозчинного білка.
В цілому, екструдування насіння обох сортів амаранту, що вивчалися, було досить корисним, тому що сума незамінних і замінних амінокислот зростала. Це відбувається за рахунок перерозподілу концентрацій окремих амінокислот під час виділення олії та втрати води.
Екструдування також забезпечує зниження активності інгібіторів протеолітичних ферментів в 13 – 26 рази.
Характеристика зміни білкового комплексу насіння амаранту показана в таблиці 3.
Аналіз таблиці 3 свідчить, що найбільш позитивний вплив різних режимів екструдування на показники поживної цінності білків насіння амаранту був при температурі 130°С та тиску 5 МПа. За таких режимів і було досліджено його амінокислотний склад.
Використовуючи даний метод обробки насіння, можна суттєво змінити склад та властивості його вуглеводів (табл. 4).
Таблиця 4
Вплив різних фізичних факторів на склад та властивості вуглеводів насіння амаранту
при екструдуванні з виділенням олії (у сухій речовині)
Речовини та їх характеристики Сорт Легінь Сорт Атлант
насіння
початкове екструдоване при температурі та тиску початкове екструдоване при температурі та тиску
120°С і 4 МПа 130°С і 5 МПа 140°С і 6 МПа 120°С і 4 МПа 130°С і 5 МПа 140°С і 6 МПа
Крохмаль 23,80 16,32 13,91 10,48 24,60 16,93 13,35 10,59
Декстрини 4,13 10,58 13,96 8,59 6,01 13,04 17,63 10,38
Розчинні цукри 2,08 2,16 2,27 7,58 1,97 2,14 2,38 9,60
Розчинність вуглеводів, мг/г 13,85 138,90 153,20 93,40 13,90 140,30 159,20 98,80
Аналіз хімічного складу вуглеводів насіння амаранту до обробки та після обробки (табл. 4) свідчить, що головним ефектом екструзії є наявність процесу декстринізації крохмалю. В результаті рівень останього понизився з 23,8 - 24,6% до 10,48 - 10,59%. Максимальна ступінь деструкції крохмалю відмічена при температурі екструдування 130°С та тиску 5,0 МПа. В наслідку
Таблиця 3
Вплив різних фізичних факторів на склад білків насіння амаранту при екструдуванні з виділенням олії, % на суху речовину
Показники Сорт Легінь Сорт Атлант
насіння
почат-кове Екструдоване при температурі та тиску почат-кове екструдоване при температурі та тиску
120°С і 4 МПа 130°С і 5 МПа 140°С і 6 МПа 120°С і 4 МПа 130°С і 5 МПа 140°С і 6 МПа
Азот загальний 14,49 16,09 16,17 16,06 16,17 18,49 18,73 18,58
у т.ч. білковий 11,95 13,27 13,33 13,24 13,33 15,25 15,44 15,32
Фракції білка:
легкорозчинні (водорозчинні + солерозчинні) 4,20 4,52 4,35 3,02 4,94 5,46 5,39 3,76
важкорозчинні (спирторозчинні + лугорозчинні + нерозчинний залишок) 7,74 8,75 8,98 10,21 8,39 9,79 10,05 11,56
Сума амінокислот:
замінних 8,27 - 8,61 - 10,37 - 10,45 -
незамінних 6,80 - 6,99 - 7,52 - 7,71 -
у т.ч. лізин 0,57 - 0,56 - 0,54 - 0,52 -
метіонін 0,28 - 0,29 - 0,26 - 0,27 -
Відношення незамінних до замінних 0,82:1 - 0,81:1 - 0,73:1 - 0,74:1 -
Біологічна цінність білка (БЦБ) /розрахована за В.П.Крищенко/ 83,2 - 84,0 - 82,9 - 83,5 -
Інгібітор трипсину, мг/г 12,60 6,32 3,16 0,93 33,94 7,46 4,95 1,28
теплової дії істотно збільшилася розчинність вуглеводів у насінні, яке було екструдоване при температурі 130°С. Подальше збільшення температури та тиску сприяє падінню рівню декстринів і зниженню розчинності вуглеводів.
В другій серії технологічних експериментів насіння амаранту екструдували без виділення олії. Режим екструдування був один: температура 130°С і тиск 5МПа, який був найкращим у попередньому експерименті.
Екструдування насіння амаранту такого типу сприло руйнуванню частки водо- та солерозчинних фракцій білку та незамінних і замінних амінокислот. Кількість інгібітору трипсину зменшується на 76,9 – 86,5% (табл. 5).
Таблиця 5
Склад білків насіння амаранту при екструдуванні без виділення олії,
% на суху речовину
Показники Сорт Легінь Сорт Атлант
насіння
початкове екструдоване початкове екструдоване
Фракції білка:
легкорозчинні (водо- + солерозчинні) 4,22 3,14 4,93 3,72
важкорозчинні (спирторозчині + лугорозчинні + нерозчинний залишок) 7,51 8,93 8,36 9,73
Сума амінокислот:
замінних 8,22 8,18 10,13 10,07
незамінних 6,80 6,71 7,45 7,35
у т.ч. лізин 0,54 0,53 0,50 0,49
метіонін 0,29 0,28 0,26 0,25
Відношення незамінних до замінних 0,83 : 1 0,82 : 1 0,74 : 1 0,73 : 1
Біологічна цінність білка (БЦБ) /розрахована за В.К.Крищенко/ 83,2 83,1 83,1 83,0
Інгібітор трипсину, мг/г 12,40 2,87 29,79 4,03
| 
