Оценка физико-химических характеристик растительного сырья для комбикормов

В области производства кормовой продукции среди бывших советских республик Казахстан занимает четвертое приграничное положение, удерживая третью стратегическую позицию по объему производства комбикормов для птиц. Тем не менее, в конце прошлого века наблюдалось существенное снижение объемов производства комбикормов, сократившись до 2,1 миллиона тонн, что составляет половину от предыдущих показателей. Этот временной отрезок охарактеризован реструктуризацией динамики производства кормов в стране и пересмотром общей тенденции в данной отрасли. Этот тренд отражает сложившуюся динамику в отрасли, где ранее значительные объемы сокращаются до более скромных уровней [1].

Качество предоставляемых кормов имеет решающее значение для достижения биологического потенциала животных и обеспечения высокой продуктивности. Одним из важнейших компонентов технологии кормления для обеспечения рентабельности производства является повышение эффективности кормления, которое в структуре достигает 60-75% от производственного показателя. В настоящее время ведется поиск новых нетрадиционных источников корма в сложных экономических условиях [2].

Анализ состояния кормовой базы животных выявляет существенный дефицит зерновых кормов, что влечет за собой снижение качества производимой продукции и повышение ее стоимости. Поэтому поиск и исследование альтернатив использования нетрадиционных злаков в кормлении животных вместо привычных, таких как пшеница, кукуруза, ячмень, имеет важное значение. Зерно тритикале представляет собой значительный потенциал как источник корма. На текущий момент активно ведутся исследования в области разработки оптимальных диетических структур, где зерно тритикале занимает центральное положение как ключевой компонент для формирования полноценных кормовых смесей для разнообразного скота, включая свиней, овец и крупный рогатый скот. Эти научные усилия направлены на создание сбалансированных рационов, учитывающих потребности животных в ряду аминокислот, таких как изолейцин, лейцин, лизин, метионин, фенилаланин и треонин. Эти исследования направлены на определение наилучших соотношений питательных веществ, способствующих здоровью и эффективному росту животных [3].

Исходя из этого, целью данного исследования является выбор сырья (тритикале и верблюжья колючка) и анализ физикохимических показателей применения этих растений в кормлении.

Материалы и методы исследований

Анализы проведены в аккредитованной лаборатории ТОО «Казахский научноисследовательский институт животноводства и кормопроизводства». Объектами исследований служили образцы (3 образца) зерна озимой тритикале сортов «Бару», «Указ» и «Зернокормовое», а также верблюжья колючка, отобранная в Алматинской области (с. Баканас), Туркестанской области (с. Шаульдер), Туркестанской области (г. Арыс).

Экспериментальные исследования проводились с помощью нижеприведенных методов, позволяющих на основе комплекса показателей получить характеристику сырья:

ГОСТ 10841-2014 «Зерно пшеницы и ржи. Методы определения натуры»;

ГОСТ 10987-76. Зерно Метод определения стекловидности;

ГОСТ 10243-2013 «Продукты растительного происхождения. Метод определения зольности»;

ГОСТ 13496.1-2014 Массовая доля жира с использованием метода экстракции в аппарате Сокслета ;

ГОСТ 26456-85 «Продукты пищевые. Метод определения содержания белка методом Кьельдаля»;

ГОСТ 10845-98 Зерно и продукты его переработки. Массовая доля крахмала;

ГОСТ 31808-2012 «Методы капиллярного электрофореза. Определение аминокислот в биологических и пищевых продуктах»;

ГОСТ 31675-2012 Корма. Методы определения содержания сырой клетчатки с применением промежуточной фильтрации.

Зерна озимой тритикале сортов «Бару» «Указ» и «Зернокормовой» проращивали в лабораторных условиях на специальном оборудовании для проращивания зерен Easy Green. Перед проращиванием зёрна очищали от мусора и поломанных зерен, промывали теплой проточной водой. Далее зерна помещали в лотки для проращивания до появления ростков длиной до 1,5-2 см в течение 12-24 часов, внутри оборудования зерна обдуваются прохладным воздухом (15-16 °С) и равномерно опрыскиваются водой.

Последовательно высушивались в инфракрасном сушильном шкафу при температуре (35-40 °С).

В процессе проращивания содержание питательных веществ увеличивается в два-четыре раза по сравнению с первоначальным уровнем сухого зерна.

В результате прорастания увеличение доли небелковых компонентов в органических отходах сочетается с увеличением содержания аминокислот, что указывает на данное явление об увеличении биологической ценности пророщенных зерновых продуктов.

Литературный обзор

Верблюд предпочитают широкий спектр кормовых растений, включая деревья, кустарники, иногда жестко-колючие и горькие растения, которые естественным образом произрастают в пустынных и полузасушливых регионах. [4].

Рецептура кормов для верблюдов рассчитана таким образом, что в них максимально сбалансированы все питательные вещества – белки, жиры, углеводы, минеральные вещества, витамины и влага [5].

Основной корм верблюда – естественная растительность пастбищ. Весной верблюды поедают злаки, полыни и различные однолетние растения. Осенью и зимой верблюды питаются солянками и полынями. В период регулярных и напряженных работ такой рацион может оказаться недостаточным и будут необходимы в виде дополнительной дачи концентрированные корма (овес, ячмень, жмыхи и отруби) [6].

Потребность лактирующих верблюдиц в питательных веществах зависит от живой массы, уровня продуктивности, физиологического состояния, возраста животного и других факторов [7].

Теоретической основой при составлении полноценных и экономически выгодных комбикормов является их свойство проявлять взаимодополняющее действие с отдельными питательными веществами кормосмеси при смешивании. Компоненты готовой кормовой смеси могут находиться как в сухом (зерно, шроты, порошки), так и жидкостном состоянии [8].

Обеспеченность животных энергией является одним из основных факторов, определяющих уровень их продуктивности [9].

Набор компонентов комбикорма должен отвечать требованиям производителя животноводческой продукции, а также установленным требованиям к конечному продукту [10].

Потребление сухого вещества на 100 кг живой массы в период лактации составляет 2,1 - 2,2 кг [11].

Результаты и их обсуждение

Корма, скармливаемые животным, характеризуются чрезвычайным разнообразием питательных веществ.

Верблюжья колючка выбрана в качестве компонента для кормления животных благодаря своему богатому химическому составу и высокой питательной ценности. В верблюжьей колючке содержится значительное количество витамина C, витаминов группы B и витамина K, что способствует улучшению общего состояния животных и повышению их иммунной защиты.

Для эффективной организации правильного питания животных необходимо более детально изучить химический состав растительного сырья. В связи с этим был проведён анализ химического состава и физико-химических свойств растительного сырья: верблюжьей колючки (таб. 1) и зерна тритикале (таб. 2).

Таблица 1. Химические показатели верблюжьей колючки, произрастающей на территории Республики Казахстана

Наименование	Содержание, %							ПП, г
	протеин	жир	клетчатка	БЭВ	сахар	крахмал	зола
Верблюжья колючка Арыс	14,42	5,57	22,34	44,83	2,26	-	6,48	69,20
Верблюжья колючка Баканас	13,97	4,81	15,31	43,69	3,60	-	13,72	67,08
Верблюжья колючка Шаульдер	15,55	7,43	28,19	32,90	2,59	10,86	7,24	74,62

Крахмал является важным источником углеводов и энергии для животных, особенно для моногастричных в период лактации. Крахмал является главным компонентом, определяющим энергетическую ценность зерна и фактором, активно влияющим на синтез белка микроорганизмов [9].

Согласно данным из таблицы 1, одним из важных условий, определяющих питательную и биологическую ценность кормов и некоторые особенности их химического состава являются природно-климатические условия, в частности температурный и световой режим.

В таблице 1 приведено содержание крахмала из таблицы 1, и его влияние на комбикорм в разных сортах верблюжьей колючки, которые используются в кормлении сельскохозяйственных животных.

Для верблюжьей колючки сорта «Арыс» нет прямого указания содержания крахмала, однако известно, что его энергетическая ценность (БЭВ) составляет 44,83%. Это значение указывает на то, что этот сорт верблюжьей колючки может обеспечить животным значительное количество энергии, включая углеводы, такие как крахмал.

Для сорта «Баканас» также не выявлено по анализам прямое содержание крахмала, но энергетическая ценность (БЭВ) составляет 43,69%.

Сорт верблюжьей колючки «Шаульдер» отличается тем, что содержание крахмала в нем составляет 10,86%. Это означает, что Шаульдер содержит значительное количество углеводов, обеспечивающих животных энергией. Высокий уровень крахмала делает этот сорт особенно полезным для животных с повышенными потребностями в энергии, таких как молодняк, животные в период активного роста или в условиях интенсивного производства.

Тритикале выбран в качестве одного из основных компонентов комбикормов благодаря своей высокой питательной ценности и легкости усвоения. Проведены исследования по определению качественных показателей сортов тритикале (таб. 2).

Таблица 2. Физико-химические показатели сортов тритикале, районированных в Республике Казахстан

Показатели	Зерно тритикале
	Указ	Бару	Зернокормовое
Стекловидность, %	86,0	81,5	84,0
Натуральный вес, г. л	946	890	850
Массовая доля протеина, %	16,81	12,46	11,30
Массовая доля жира, %	1,32	1,51	1,42
Массовая доля сахара, %	1,63	1,38	1,88
Массовая доля клетчатки, %	2,99	2,82	2,63
Безазотистые экстрактивные вещества, %	66,79	66,79	66,79
Массовая доля крахмала, %	51,51	51,31	52,48
Массовая доля золы, %	1,97	1,97	1,97
Массовая доля сухих веществ, %	89,89	89,66	90,10

Из таблицы 2 видно, что стекловидность сорта зерна тритикале «Указ» увеличивается по сравнению с сортом тритикале «Зернокормовое» на 2%, и с сортом Бару на 5%. Как известно, стекловидность зерна является характеристикой взаимного расположения белковых и углеводных частиц, характеризующих плотность эндосперма. Для пшеницы высокой считается стекловидность более 60% [10].

Устаневлено более высокое содержание протеина и клетчатки у тритикале сорта «Указ» (16,81% и 2,99%), по сравнению с двумя другими сортами тритикале 12,46% и 11,30%, 2,82 % и 2,63% соответственно.

Сухие вещества и сахар — два важных показателя, определяющих кормовую ценность зерна тритикале. Высокое содержание сухих веществ указывает на высокую питательную ценность зерна, так как большая часть полезных компонентов сосредоточена именно в этой части [11].

Для тритикале сорта «Указ» массовая доля сухих веществ составляет 89,89%, что свидетельствует о хорошем питательном потенциале этого сорта. «Бару» содержит 89,66% сухих веществ, а «Зернокормовое» 90,10%, что является максимальным показателем среди представленных сортов. Для сорта «Указ» массовая доля сахара составляет 1,63%, что делает его подходящим для кормления животных, требующих энергии. Сорт «Бару» имеет содержание сахара на уровне 1,38%, а сорт «Зернокормовое» — наибольшее содержание сахара среди всех представленных, равное 1,88%. Это более высокое содержание сахара может повысить энергетическую ценность данного сорта и сделать его особенно эффективным для животных с высокими потребностями в энергии, например, для молочных коров или молодняка.

Витаминную ценность комбикорма можно увеличить за счет использования пророщенного зерна. В пророщенном зерне сложные полимерные вещества с помощью ферментов разделяются на растворимые мономеры, доступные органические вещества. Жиры преобразуются в жирные кислоты и глицерин, белки в аминокислоты, крахмал и клетчатка переходят в моносахариды. Также проращивание зерна увеличивает количество витаминов, макро- и микроэлементов [12].

Использование пророщенного зерна позволит восполнить рацион сельскохозяйственных животных витаминами, ферментами и минеральными веществами. К тому же в состав пророщенного зерна входят природные антиоксиданты, которые способствуют понижению окислительных процессов в организме, обеспечивают высокую сохранность молодняка, повышение живой массы, общей резистентности и продуктивности сельскохозяйственных животных [13].

При выборе 12 и 24 часов проращивания зерна тритикале был учтен ряд факторов, касающихся оптимизации процесса проращивания и его воздействия на питательные свойства зерна. Временные интервалы были выбраны с целью изучения различных стадий проращивания, которые могут влиять на изменение содержания питательных веществ, таких как белки, углеводы, витамины и минералы.

На первых этапах проращивания, в течение первых 12 часов, зерно активно впитывает воду, что запускает процесс активации ферментов. Это способствует расщеплению крахмала и белков, превращая их в более доступные для организма компоненты, такие как аминокислоты и сахара.

Через 24 часа проращивания ростки становятся более заметными, а уровень биологической активности значительно повышается. Этот период способствует накоплению витаминов и минералов, что значительно повышает питательную ценность тритикале, делая его более легкоусвояемым и полезным как для животных, так и для человека (таб. 3).

Таблица 3. Физико-химические показатели сортов тритикале при проращивании в течение 12 и 24 часов

Показатели	12 часов проращивания			24 часа проращивания
	Указ	Бару	Зернокормовое	Указ	Бару	Зернокормовое
Массовая доля сахара, %	1,39	1,15	0,68	1,84	2,07	2,32
Содержание золы у 4 , %	1,69	1,57	1,56	1,77	1,69	1,49
Содержание жира у 5 , %	1,48	1,66	2,14	1,53	1,51	1,30
Содержание протеина у 6 , %	16,78	14,00	12,08	16,40	13,09	12,16
Содержание клетчатки у 7 , %	2,99	3,49	3,01	3,18	3,38	3,76
БЭВ, %	71,12	71,28	73,07	66,63	70,69	69,77
Первоначальная влага, %	10,11	11,18	11,94	7,88	7,14	8,56
Гигроскопическая влага, %	3,02	4,08	4,16	2,84	2,68	3,24
Общая влага, %	12,82	14,80	15,60	10,50	2,68	3,24
Сухое вещество, %	87,18	85,20	84,40	10,50	9,63	11,52
Содержание крахмала, %	54,50	50,45	51,75	89,50	90,37	88,48

В результате анализа физико-химического состава сортов тритикале после проращивания в течение 12 и 24 часов можно выделить несколько ключевых тенденций. В течение первого периода проращивания (12 часов) наблюдается незначительное увеличение массовой доли сахара и снижение содержания протеина и клетчатки в большинстве сортов. После 12 часов проращивания зерно тритикале сорта Указ показывает наивысшие показатели содержания крахмала (54,50%) и протеина (16,78%), что свидетельствует о его высокой питательной ценности.

У зерна тритикале сортов Указ, Бару и Зернокормовое после 24 часов проращивания произошло более заметное увеличение содержания сахара. Содержание крахмала в образцах достаточно схоже, но наивысшее значение зафиксировано у тритикале сорт Указ (50,94%). Это делает его подходящим для использования в комбикормах с высокой питательной ценностью.

Таким образом, результаты показывают, что продолжительность проращивания существенно влияет на физико-химический состав тритикале, повышая уровень сахара и снижая содержание клетчатки, что улучшает его питательные свойства и может быть полезно для дальнейшего использования в кормовых и пищевых целях.

Кроме того, проведены анализы по минеральному составу тритикале после 12 и 24 часов проращивания. Результаты показали значительные изменения в концентрации минералов, что подтверждает активизацию биохимических процессов в ходе прорастания (таб. 4).

Таблица 4. Минеральный состав сортов тритикале при проращивании в течение 12 часов и 24 часов

Сорта тритикале	Минеральный состав
	проращивание 12 часов		проращивание 24 часов
	кальций	фосфор	кальций	фосфор
Указ	0,08	0,25	0,11	0,27
Бару	0,08	0,23	0,08	0,25
Зернокормовое	0,07	0,22	0,07	0,23

Как видно из таблицы 4, после проращивания в течение 12 и 24 часов произошло незначительное увеличение содержания кальция и фосфора в зерне всех сортов. Улучшение витаминного состава тритикале происходило после 24 часов проращивания.

Это связано с увеличением содержания кальция и фосфора в зерне. У сорта “Указ” содержание кальция увеличивается с 0,08% до 0,11%, а фосфора с 0,25% до 0,27%. У сорта “Бару” повышение фосфора наблюдается с 0,23% до 0,25%. У сорта “Зернокормовое” наблюдается небольшое улучшение: кальций остается на уровне 0,07%, но фосфор повышается с 0,22% до 0,23%.

Таким образом, наибольшее улучшение витаминного состава происходит у сорта «Указ», и это улучшение становится наиболее заметным после 24 часов проращивания.

Заключение, выводы

По результатам изучения физикохимического качества были отобраны тритикале сорта «Указ» и верблюжья колючка, выращенная в Туркестанской области (с. Шаульдер), для оценки их питательных характеристик и потенциала в качестве кормовых компонентов для верблюдов. Выявлено, что сорт “Указ” показывает наилучшие показатели по содержанию сахара, крахмала и протеина, что делает его наиболее перспективным для использования в кормлении животных.

Установлено, что после 24 часов проращивания зерна тритикале, массовая доля сахара у сорта “Зернокормовое” повысилась на 2,32% по сравнению с 12-ти часовым проращиванием. Отмечено, что в тритикале сорта «Указ» после 24 часов проращивания преобладает содержание кальция (0,11%), фосфора (0,27%), являющимся положительным показателем для кормления животных, поскольку кальций важен для формирования костной ткани и общего здоровья.

По результатам исследований в данное время разрабатываются рецептура и технологии для комбикормов.

Данная работа была поддержана финансированием научно-технической программы Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан на 2024-2026 годы BR24892775 «Разработка технологий комплексной и глубокой переработки и сельскохозяйственного сырья для производства продуктов питания, обеспечивающих высокое качество и безопасность выпускаемой продукции» в рамках выполнения проекта «Разработка технологии комбикормов для верблюдов с применением биологически активных добавок».