Влияние экструдирования на кормовую ценность зерна
Экструдирование — переработка сырья под воздействие большого давления от которого высвобождается высокая температура. При экструзии повышается усвояемость - переваримость питательных веществ корма.
Технология экструдирования
Для проведения экструзии используются одно- или двухшнековые экструдеры для прессования предварительно смешанных или моно кормов.
Экструзия бывает как сухой, так и влажной. Технология влажной экструзии лучше всего подходит для сырья, содержащего большое количество крахмала. В основном это злаковые: кукуруза, пшеница, ячмень, рожь, овес, и некоторые бобовые: горох, фасоль и их смеси. Влажная экструзия лучше всего работает с сырьем и смесями, содержащими до 15% жиров.
Сырье непрерывно подается в экструдер. При влажной экструзии через сопло добавляется вода, либо в камеры экструдера вводится пар. Одним из вариантов повышения эффективности влажной экструзии является использование парового кондиционера, который нагревает материал перед экструзией, а также повышает влажность до желаемого уровня.
В экструдере материал - корм - сжимается, измельчается, месится и нагревается за счет трения и высокого давления. Нагрев материала трением происходит быстро и равномерно. Кратковременное воздействие высокой температуры и давления вызывает трансформацию белка и крахмала, а также уменьшение содержания (разрушение) антипитательных веществ.
Нагретый и сжатый материал непрерывно выходит из экструдера. На выходе происходит интенсивное расширение. Как только материал выходит из экструдера через выходное сопло на открытый воздух, вода немедленно испаряется. Вещество расширяется, в том числе и вода, содержащаяся внутри клеток. Это приводит к изменению углеводов и белков на молекулярном уровне, что в последующем повышает питательную ценность корма.
Продукт, выходящий из экструдера, все еще содержит избыточную влагу из-за добавления воды во время предварительного кондиционирования и экструзии. Поэтому сушка является обязательным процессом для сохранения стабильности влажности готового корма.
Далее экструдированный продукт необходимо термически стабилизировать, для чего его помещают в вертикальный охладитель, снижающий его температуру за счет противоточной циркуляции воздуха комнатной температуры.
Подробнее о питательной ценности
Углеводы. Под воздействием высокой температуры структура сложных углеводов (крахмала) распадается до простых и переходит в водорастворимую форму, что, в свою очередь, увеличивает доступность энергии в рационе.
Протеины. Под воздействием высокой температуры белки распадаются до аминокислот, при этом аминокислотный состав сохраняется.
Часть протеинов и углеводов при реакции Майяра взаимодействуют друг с другом - карамелизуются, в результате образуется «защищенный» от воздействия протеолитических ферментов микрофлоры рубца протеин. Такой протеин транзитом проходит через рубец и процесс расщепления начинается только в сычуге. Остальные аминокислоты легко перевариваются и усваиваются рубцовой микрофлорой.
Результаты исследований по введению экструдированных кормов в рационы С/Х животных
Кукуруза. Был сделан вывод, что использование экструдированной кукурузы не оказывает отрицательного влияния на усвояемость корма и общее потребление, с небольшим преимуществом по выходу молочного белка по сравнению с молотой кукурузой, но без явных различий по сравнению с кукурузой, обработанной паром. Более высокая продуктивность была получена при использовании рационов, включающих экструдированную и плющеную кукурузу (21,4 и 21,6 л/сутки), по сравнению с молотой кукурузой (20,5 л/сутки). На качественный состав молока не повлияло. Показатели крови (β-гидроксибутират, мочевина) и мочевина молока оставались в пределах нормальных референтных значений.
Ячмень. Изучалось влияние процесса экструзии на содержание питательных веществ в ячмене, используемом в качестве корма для сельскохозяйственных животных. Результаты исследований показывают, что содержание сухого вещества значительно увеличилось по сравнению с целым зерно. Трансформировался углеводный состав зерна. При этом в составе биологически активных веществ доля крахмала уменьшилась с 94,4 до 80,4%, а доля сахара увеличилась с от 4 до 5,6%. Общее количество минералов в процессе экструзии также несколько уменьшилось.
Полученный экструдированный ячмень показал незначительное снижение уровня
сырого протеина, что связано с денатурацией белка в результате кратковременного воздействия высоких давления и температуры. В исследованиях было отмечено, что содержание сырого жира в экструдере составляет значительно ниже на 0,38% (P <0,05) по сравнению с цельными зернами. Скорее всего, часть жиров теряется при высоком давлении. В процессе экструзии повышается стабильность жиров, за счет того, что ферменты такие как липаза, вызывающая прогорклость масел, разрушается в процессе экструзии, а лецитин и токоферолы, являющиеся природными стабилизаторами, сохраняют свою полную активность. Зерновое сырье подвергается обработке максимальной температурой всего около 5-6 секунд, а для окисления требуется гораздо более высокая температура и более длительная термообработка.
Исследования показали, что процентное содержание сырой клетчатки в приготовленных кормах составляло 0,14%, что связано с разложением на вторичный сахар в процессе. В экструдированном зерне содержание безазотистых экстрактивных веществ значительно увеличилось за счет незначительного снижения содержания других органических вещества. При этом доля крахмала в безазотистых экстрактивных веществах уменьшилась от 64,58 до 59,22%, скорее всего, за счет клейстеризации крахмала в зерне.
Отмечено снижение содержания каротина под действием высокой температуры. Процесс экструзии зерна ячменя привел к изменению минеральной части зерна. Отмечается небольшое увеличение таких элементов, как калий, медь, натрий. В то же время следует учесть, что при экструзии зерна происходит некоторая потеря сырой золы.
Кукуруза, сорго и пшеница. Исследовательская группа проверила питательность экструдированных кукурузы, сорго и пшеницы. Были составлены рационы с экструдированным и не экструдированным зерном и проанализирована разница в усвояемости.
Путем желатинизации крахмала, содержащегося в зернах, отмечалось увеличение энергии, доступной из кукурузы и сорго, данные относительно пшеницы иные — увеличение не отмечалось. Экструзия также увеличивает усвояемость аминокислот, особенно в кукурузе.
Общее повышение усвояемости снизило потребность в основных компонентах рациона, а повышенная доступность аминокислот из кукурузы еще больше снижает потребность в соевых кормовых средствах. Исследователи предположили, что наблюдаемые преимущества легко окупят затраты на экструзию.
Соя. Зерно сои наряду с питательными веществами содержит и антипитательные вещества. К антипитательным факторам сои относят: ингибиторы протеаз, наличие уреазы, лектины, антитиреоидные вещества-гойтрогены, белок – соин, гликозид-сапонины. Наилучшим способом инактивации антипитательных факторов в соевых бобах является их экструдирование.
Кроме того, при тепловой обработки в серосодержащих аминокислотах белка образуются дисульфидные связи – мостики, такие белки становятся менее доступными (транзитными) для протеолитических ферментов микрофлоры рубца. Таким образом общий процент "транзитного" или "байпасного" белка в сое после экструзии повышается, и переваривается непосредственно в тонком отделе кишечника животного.
Применение экструдированной сои в составе комбикормов способствует повышению среднесуточных приростов откармливаемого поголовья, при этом затраты корма на 1 кг прироста живой массы снижаются как в натуральном так и денежном выражении.
Достоинства экструзии
- За счет повышения питательной ценности данный метод позволяет получать более ценные кормовые продукты.
- Если зерно частично испорчено (бактериальное обсеменённость, плесневение, насекомые-вредители) этот метод позволяет частично восстановить сырье за счет обеззараживания и дезинфекции путем термической обработки. Например, экструдер на 5-6 секунд нагревает зерно до 180°С, тем самым происходит обеззараживание, устраняется болезнетворная микрофлора.
- В отличие от других видов обработки кормов, экструдат практически стерилен и не содержат токсинов. Этот метод наиболее эффективен для снижения содержания антипитательных веществ и природных токсинов.
- Экструдированные корма имеют низкое содержание влаги, что позволяет им храниться до 6 месяцев.
- Улучшается органолептика кормов: зерно приобретает приятный хлебный запах, повышаются вкусовые качества, улучшается поедаемость корма.
Недостатки
- Помимо токсинов в экструдере разрушаются витамины, ферменты, уменьшается содержание жира. Высокотемпературная обработка приводит к частичному снижению содержания некоторых незаменимых аминокислот, особенно лизина.
- Экструдирование влияет на ускорение расщепления микрофлорой рубца части питательных веществ обработанных кормов, но другая часть становится недоступной для микрофлоры.
Нюансы
Для развития микрофлоры рубца необходимы корма с разной скоростью переваривания. Экструдированное зерно либо переваривается очень быстро, либо транзитом проходит через рубец и переваривается в сычуге и тонком отделе кишечника. Поэтому нежелательно вводить в рацион экструдированного зерна больше 50% от общего количества концентратов (35% по сухому веществу). Для высокопродуктивных жвачных животных важно получать около 35% протеина из рубцовой микрофлоры.
Вывод: экструдированный корм безопасен и питателен, позволяет снизить себестоимость корма, увеличить продуктивность животных и сохранить их здоровье. При этом важно учитывать затраты на приобретение экструдера и расходы на сам процесс экструдирования, соблюдать технологию производства экструдированного корма и его применения в рационах животных.
Источники:
Нет комментариев