719

кой корм может сохранять свою пищевую ценность в течение длительного периода хранения [227, 175, 201, 222, 206].

Экструзионная технология переработки зерна на корм позволяет интенсифицировать процесс кормоприготовления, уменьшить энерго и трудовые затраты, использовать любое сырье, повысить усвояемость переработанных кормов, сделать их стерильными от микробов и семян сорняков присутствующих в любом фуражном корме [69, 37, 28, 173, 97].

В.М. Пестов и др., (2006), Е.В. Славнов и др., (2008) выявили, что качественный корм методом экструдирования нельзя получить из любого зерна. Выпускаемые промышленностью экструдеры плохо перерабатывают зерно озимой ржи, из-за заостренной формы и небольшого диаметра, в результате чего зерно проходило свободно через матрицу экструдера, а это не давало возможности создать нужную температуру и давление в экструдере – получать вспученный продукт. Для зерна ржи рекомендуют применять экспандирование

[134, 159].

Экспандирование. Экспандирование в какой-то мере совпадает с экструзией, разница в технологии заключается в переработке уже размолотого или дробленого предварительно зерна. В эксперименте В.П. Коробова и др., (2005) измельченные зерна пшеницы и ржи после небольшого увлажнения пропускали через экспандер, при этом температура получаемого продукта на выходе поднималась до 190 градусов при давлении 45 атмосфер. Экспандирование кормов, как и экструзия, приводило к изменению углеводного и белкового состава зерна, а в лабораторном эксперименте к увеличению доступности для ферментов амилоглюкозидаз и протеаз. В результате биохимического исследования исходного зерна ржи и полученного из нее экструдата по сравнительному со-

41

держанию глюкозы, общего азота и пептидных соединений, а также уровень атакуемости белковых и углеводных компонентов экструдатов пищеварительными ферментами, выявили увеличение обоих показателей в экспандерных образцах. Органолептическая оценка экспандата выявила хорошие вкусовые качества, животными он хорошо поедался при содержании глюкозы 102 г в кг сухого вещества. Экспандирование широко применяется для приготовления комбикормов, когда

всостав добавляют ферменты, витамины, кокцидиостатики, пробиотики и другие компоненты.

Экструдеры и экспандеры при своей работе потребляют энергии не менее 60 КВт/час, агрегаты имеют несколько электромоторов, в связи с высоким трением и давлением происходит значительный износ трущихся деталей, часто требуется ремонт, замена валов и обслуживание квалифицированным персоналом.

Поэтому экспандирование широко применяется на комбикормовых предприятиях, где соблюдается высокая технологичность, поддерживается дисциплина производства, происходит соединение в одно целое согласно рецептуре комбикорма различных кормов и добавок [75].

Барогидротермическая обработка (БГТО). В резуль-

тате Барогидротермическая обработка зерна происходит в реакторе (замкнутом пространстве) под действием пара и давления. При переходе зерна из реактора в зону атмосферного воздуха происходит резкое вскипание внутриклеточной воды

взерне, приводящее к разрыву межклеточных стенок в виде вспучивания, при этом крахмал превращается в сахара и декстрины, повышается углеводная питательность получаемого продукта и рациона. Барогидротермическая обработка увеличивает количество нераспавшегося в рубце протеина только в

42

кормовых бобах, в зернах злаковых этот процесс менее заметен.

При барогидротермической обработке в результате высокой температуры с давлением происходит разрушение антипитательных веществ и ингибиторов пищеварительных ферментов, содержащихся в отдельных бобах и зернах, нейтрализация микотоксинов, что повышает качество корма [78, 138, 139, 36].

С. Лунков и др., (2004), подвергали зерно пшеницы барогидротермической обработке с целью определения переваримости его цыплятами. В результате барогидротермической обработки в связи с разрывом клеточных оболочек зерно приобрело новые свойства, структура зерна стала пористой и гигроскопичной. При добавке такого зерна в комбикорм, оно в пищеварительном тракте цыплят быстро набухало, а внутриклеточные структуры зерна становились более доступными для пищеварительных ферментов, в результате организм цыпленка тратил меньше энергии на переработку комбикорма, а больше на прирост мышечной ткани. Выявлено, что ввод в состав комбикорма зерна пшеницы, обработанной барогидротермическим способом, придает ему более высокий биологический эффект, в сравнении с обычной пшеницей [105].

Существует правило, при использовании в рационах лактирующих коров нового корма его нужно вводить в состав постепенно. Поэтому барогидротермически обработанное зерно следует скармливать, начиная с 5-7 дня от начала лактации взамен дробленого зерна с 0,5 кг, увеличивая дозу через каждые 2-3 дня до 3 кг на голову в сутки, уменьшая в свою очередь необработанное. Эта процедура нужна для микроорганизмов рубца, чтобы они постепенно могли приспособиться к новым условиям своего питания, не снижая своего присутствия в рубце [67, 196].

43

1.5 Заключение

Согласно нормам кормление должно быть основано на знаниях потребности лактирующих коров в энергии, питательных, биологически активных и минеральных веществах, необходимых для синтеза молока, воспроизводства, здоровья животного [142, 211, 124, 48].

На основании обзора доступной литературы следует вывод о том, что для организации полноценного и сбалансированного кормления лактирующих коров, необходимо обеспечивать их разными формами углеводов в оптимальном соотношении и протеином со степенью расщепления в содержимом рубца не более 70 %.

Основным кормом жвачных животных должны быть грубые и сочные корма, содержащие в своем составе легко сбраживаемые, так и трудно переваримые углеводы в виде нейтрально-дегергентной клетчатки (НДК) в которую входят целлюлоза, лигнин и гемицеллюлозы. Трудно переваримыми они считаются, в связи с отсутствием у жвачных ферментов для их расщепления до простых углеводов, способных непосредственно через стенки пищеварительного аппарата всасываться в кровь.

В процессе эволюции произошел симбиоз микроорганизмов и в рубце жвачных создались условия, при которых микроорганизмы, получая с потребленным кормом животного легко растворимые сахара, являющиеся для них продуктом питания, сбраживают их до летучих жирных кислот, выделяя при этом ферменты целлулазу и гемоцеллулазу гидролизирующих трудно переваримые углеводы в простые формы. Летучие жирные кислоты, выделяемые микроорганизмами в рубце, являются источниками энергии для самого животного, а микроорганизмам для построения своего тела и жизнедея-

44

тельности необходимы простые сахара в виде преимущественно глюкозы, сахарозы и других сахаров; протеин, азот и аммиак. Таким образом, усвоение питательных веществ рационов жвачными животными, а в особенности лактирующими коровами, зависит от разнообразия форм и видов микрофлоры населяющей рубец, создания ей комфортных условий питания и жизнедеятельности.

Отсюда в последние годы наступила тенденция – обеспечить сахаропротеиновое питание микрофлоры рубца, создать ей оптимальные условия, а она обеспечит здоровый рубец и получение высокой молочной продуктивности. Согласно результатов многочисленных исследований на коровах, это получается при сахаропротеиновом отношении 0,8-1,2: 1.

Такое соотношение трудно выдержать в рационах; корнеплоды перестали выращивать, а скармливание отходов свеклосахарного производства – патоки, свекольного жома требует материальных затрат на логистику, ликвидировано производство гидролизных сахаров.

При этом все больше в кормлении животных, и в особенности лактирующих коров, применяются зерновые концентраты в составе смесей.

В зернобобовых Нечерноземной зоны в 1 кг зерна содержится в среднем сахара не более 20 г, переваримого протеина 80-100 г, но содержание полисахарида – крахмала доходит до 500 г, получается сахаропротеиновое отношение равно 0,4: 1. Используя высокотемпературные или иначе влаготепловые способы подготовки концентратов к скармливанию можно крахмал в зерновых частично превратить в глюкозу и декстрины, повысить сахаропротеиновое отношение в рационах, создать оптимальные условия для рубцовой микрофлоры. Дополнительный эффект заключается в переводе

45

растворимой части сырого протеина зерна в нерасщепляемую в рубце фракцию.

При соблюдении трех факторов: воды, температуры и давления при обработке концентрированного корма можно получить положительный результат.

Но все способы, в том числе и физические, ставят производственников в зависимость от многих внешних факторов: поломка вращающихся механизмов, высокие силы трения, постоянство приобретения ферментов или препаратов, значительная металлоемкость и энергоемкость, высокая квалификация обслуживающего персонала.

Наука и практика находятся в поиске наиболее экологических и экономически эффективных способов подготовки кормов к скармливанию, позволяющих нейтрализовать антипитательные свойства зернобобовых; перевести сложные полисахариды в более доступную для микроорганизмов и самих животных форму, снизить расщепляемость в рубце протеина для жвачных, тем самым обеспечить продуктивное долголетие животных и получение от них экологически безопасной продукции.

Доказана эффективность влаготепловых способов подготовки концентратов к скармливанию, такой является гидробаротермическая обработка (ГБТО) или гидролиз. Гидролиз является простым методом и его можно рационально использовать в переработке зерновых.

46

2. ГИДРОБАРОТЕРМИЧЕСКАЯ ОБРАБОТКА ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

2.1 Лабораторные испытания

Определению гидробаротермического способа способствовали лабораторные эксперименты с использованием отрубей, проведенные в 2004 г., в лаборатории Уральского лесотехнического университета г. Екатеринбург.

Этому предшествовало взвешивание 15 одинаковых навесок пшеничных отрубей, взвешенные навески помещали в стеклянные ампулы, увлажняли водой в различных соотношениях, для определения оптимального гидромодуля, после чего ампулы герметически запаивали и помещали в баню с разогретым до определенной температуры сплавом Вуда поддерживающего постоянную температуру 69-75 С в ампулах, при этом вода в ампулах превращалась в пар, и за счет пара создавалось давление. Для определения оптимального времени гидролиза ампулы в бане содержались от 30 минут до 2 часов. Гидромодуль испытывали 1: 2, 1: 3, 1: 4, 1: 5. Затем ампулы вскрывали, и в содержимом определяли выход глюкозы и декстринов. В связи с различным содержанием воды в отдельных ампулах, расчеты проводили по содержанию компонентов в абсолютно сухом веществе. Если в исходном образце отрубей глюкозы содержалось 54 г в 1 кг абсолютно сухого вещества, то после гидробаротермической воздействия она повысилась более чем в 2 раза, что составило в одной ампуле 134, в другой 142 г.

Установлено, что наивысший выход сахаров был обеспечен при гидромодуле 1: 5 и температуре 130 0С, при более высоком гидромодуле увеличивались затраты на нагрев [90]. При передержке ампул на сплаве ВУДа, содержание глюкозы

47

имело тенденцию к снижению и, соответственно, редуцирующих веществ. В данной работе время гидролиза не приводится, так как патентообладатель не разрешил его приводить.

Данный метод получил свое название по первым буквам воздействующих реагентов: вода – гидро (Г), давление – баро (Б), температура – термо (Т), обработка – (О) или сокращенно ГБТО, чем и отличается от БГТО, где на первый план ставится давление [78, 104].

2.2 Технология гидробаротермического способа обработки концентратов

Полученные лабораторным путем результаты должны быть подтверждены производственной проверкой в большем объеме. Для этого использовали котел – гидролизер емкостью 1,2 м3 (Рис. 1), предназначенный для гидролиза древесины химическим методом. В связи с тем, гидролизный сахар из опилок, тем более с использованием неорганических кислот создает много проблем, то решили котел - гидролизер использовать под концентраты. Гидролизер (Рис. 2) схематически состоит из наружной рубашки с электротэнами, предназначенной для нагрева воды и образования пара, и внутренней емкости для увлажненных концентратов. Для снижения потерь тепла и энергии при теплоотдаче через наружную оболочку гидролизера ее обмотали фольгирующим материалом. Предварительно были отобраны пробы кормов для исследования биохимического состава и микробиологического по стандартным общепринятым методикам [103, 99, 133].

В гидролизер по очереди загружали дерть пшеничноячменную, отруби пшеничные и пивную дробину.

48

Рис. 1. Внешний вид гидролизера – ГРК-1200

Загруженные в гидролизер концентраты увлажнялись водой в соотношении 1: 5, при таком гидромодуле ожидали наибольший выход глюкозы. В рубашку гидролизера заливалась вода, которая электротэнами доводилась до кипения и образования пара. Через сообщающиеся каналы пар поступал в гидролизер, и внутри создавалось давление. Продолжительность гидролиза любой партии кормов 1,5 часа с момента парообразования. При достижении давления 0,3 Мпа, через 30 минут электротэны выключали, производили сброс давления с выгрузкой готового корма в емкость, в силу высокой влажности гидролизатов (79-84 %), в противном случае они могли представлять собой густую лужу.

49

Рис 2. Схема работы ГРК - 1200

Из полученных гидролизатов кормов отбирали средние пробы, которые подвергали полному зоотехническому и микробиологическому анализам в сертифицированных лабораториях государственных центров [103, 99, 133].

2.3Изменения биохимического состава концентратов

Втаблице 2 представлен биохимический состав дерти зерносмеси пшеницы и ячменя при натуральной влажности до гидролиза и после гидролиза.

Как следует из таблицы 2, биохимический состав и питательность зерновой дерти натуральной влажности и ее гидролизата имеют значительные расхождения, в связи с различным содержанием в них первоначальной влаги – 84,53 и 11,45 %, что не позволяет сделать каких либо выводов. Поэтому в связи с высокой влажностью полученных гидролиза-

50