Причины фальсификации сырого протеина в кормах и способы ее выявления

Введение. Главными поставщиками сельскохозяйственной продукции являются предприятия агропромышленного комплекса. Молочная продуктивность крупного рогатого скота во многом зависит от полноценности кормления.

Сырой протеин ‒ количество общего азота, найденного в образце одним из аналитических методов, умноженное, как правило, на коэффициент 6,25 (среднее содержание азота составляет 16%). Этот термин появился в середине XIX века, когда два исследователя ‒ Henneberg W. и Stohmann F. ‒ провели анализ корма, разложив его состав на разные группы веществ. Сумма групп так называемых «сырых» веществ, которые включали воду, золу, сырой протеин, сырой жир, сырую клетчатку, безазотистые экстрактивные соединения, составляет 100%. Этот метод анализа носит название зоотехнического. С развитием химии метод был усовершенствован, особенно в области анализа углеводов. Однако содержание азота до сих пор используется в качестве меры уровня протеина [1, 2].

При составлении рецептур и производстве комбикормов корма животного происхождения заменяют бобовыми культурами, среди которых превалирует соя. Связанно это, прежде всего, с высокой стоимостью кормов животного происхождения, а также с их фальсификацией, что не может отвечать требованиям экологической безопасности. Как правило, для фальсификации используют неорганические источники азота – мочевину (карбамид) или аммиачную селитру. Ввод 1 % мочевины повышает содержание сырого протеина на 3 %. Из-за насыщения кормов неорганическим азотом снижается их поедаемость. Небелковые формы азота в кормах могут становиться причиной возможного отравления поголовья, что влечет за собой снижение среднесуточного прироста [3, 4].

Концентрированные корма являются достаточно дорогостоящими, в связи с чем некоторые производители пытаются косвенным путем повысить концентрацию сырого протеина в кормах низкого качества или с целью экономии прибегают к разбавлению высокобелковых продуктов различными добавками [5, 6].

Кормовая мочевина относится к группе кормовых добавок и разрешена для скармливания крупному рогатому скоту с момента начала образования жвачки, что объясняется физиологией жвачных животных. У этих животных микробы рубца расщепляют карбамид до аммиака. Аммиак же используется микробами как источник азота для синтеза микробного протеина и тем самым улучшает обеспечение крупного рогатого скота белком. Необходимым условием для использования неорганического азота является достаточное обеспечение бактерий рубца энергией [7, 8, 9].

Если жвачным животным начали скармливать карбамид, то делать это нужно постепенно и без перерывов. Лучшие результаты будут в тех случаях, когда неорганический азот вводят в рацион, который сбалансирован по содержанию сахара и минеральных веществ. Лучшим способом использования мочевины является включение её в состав гранулированных комбикормов. Также карбамид эффективно использовать при введении в рацион вместе со свекловичной мелассой [10, 11, 12].

Не допускается использование кормового карбамида вместе с концентрированными кормами и несколько раз в сутки . Повышение содержания кормового белка за счет этого вещества зачастую выходит за разумные пределы.

Передозировка карбамидом весьма опасна для жвачных животных. Повышение сырого протеина мочевиной в жмыхе и шроте до необходимых показателей зачастую оборачивается для животного опасностью для здоровья. Безошибочное составление рациона с осторожным использованием дозировки неорганического азота не приведет к плачевным результатам. Вместе с тем, фальсификация кормов и кормовых добавок также значительно распространена [13, 14].

В настоящее время остро стоит вопрос фальсификация кормов путем введения некачественных компонентов с утратой питательных свойств корма, искажение информации о корме в сопроводительных документах, на упаковке.

Фальсификация носит систематизированный характер, когда применяют сложную комбинацию, используя физические и химические аналоги как основу фальсификата, а также дополнительно маскируют всё это специальными технологическими приёмами. В итоге достигается имитация показателей питательности и повышение объёма продаж [15, 16]. Для этого необходимы серьёзные знания химической природы компонентов, их физической совместимости, а также методов лабораторного контроля, которые могут быть применены конкретным покупателем (таблица).

Таблица 2 — Самые распространенные примеры фальсификата в кормах.

Продукт	Пример фальсификации
Аминокислоты	Манка (разбавляют лизин)
Полножирная соя	Горох и рапс
Рыбная мука	Карбамид, разбавление щетиной и шкурами свиней, мясокостная мука, добавление синтетических аминокислот
Шрот, жмых	Карбамид, внесение «дешёвых жиров»

Развитие сельскохозяйственного производства влечёт за собой увеличение потребности животноводства в кормовой базе – фуражном зерне, источниках растительного и животного белка, микроэлементах, витаминах, ферментах, аминокислотах и т.д. Тем более что некоторые покупатели часто ориентируются только на наименование, цену и пару ключевых показателей качества. Они слабо представляют, по каким критериям (кроме требований ГОСТ) следует контролировать соответствие сырья, и выбирают самое дешёвое, которое формально соответствует требованиям ГОСТ [17, 18, 19].

Цель исследований – выявить причины фальсификации сырого протеина.

Задачи исследований – изучить методы фальсификации, провести анализ кормов на содержание карбамида.

Материалы и методы исследований

Базой для исследования являются корма Вологодской области. Качество кормов учитывалось по фактическим данным на период 2018 ‒ 2020 гг.

Содержание сырого протеина определяли в соответствии с ГОСТ 13496.4-93 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина (определение азота по Къельдалю) [20].

Благодаря высокой точности, воспроизводимости и простоте этот метод до сих пор является самым распространенным методом определения содержания белка в продуктах питания и кормах. В настоящее время Метод Къельдаля ‒ официальный арбитражный метод, который принят в большинстве официальных контролирующих организаций: AOAC, ISO, EPA, DIN, ASTM.

Сущность метода заключается в минерализации образца при температуре 420 °С в концентрированной серной кислоте в присутствии катализатора. Азот из образца в виде аммиака связывается с серной кислотой с образованием сульфата аммония ((NH₄)₂SO₄). Минерализат охлаждают, а затем разбавляют водой и нейтрализуют концентрированной натриевой щелочью, в результате чего образуется гидроокись аммония NH₄OH ((NH₄)₂SO₄ + 2NaOH => =>2NH₄OH + Na₂SO₄)). Дальше наступает этап перегонки паром. Аммиак вместе с паром попадает в приемную колбу, где аммиак связывается со специальным раствором ‒ ресивером. Таковым может служить серная кислота, но чаще используют раствор борной кислоты, особенно в полуавтоматических и автоматических системах. Затем дистиллят (ресивер со связанным аммиаком) титруют. По количеству реагента, который был истрачен на титрование связанного аммиака, определяют содержание общего азота. Это значение умножают на 6,25 и получают массовую долю сырого протеина (рис. 1).

Начало ПОДГОТОВКА ПРОБЫ

1-я стадия МИНЕРАЛИЗАЦИЯ (ОЗОЛЕНИЕ)

2-я стадия ОТГОНКА С ПАРОМ

3-я стадия ТИТРОВАНИЕ

Конечный результат АЗОТ/БЕЛОК%

Рисунок 1 — Схема определения азота в кормах

Содержание массовой доли мочевины в кормах определяли в соответствии с ГОСТ Р 51422-99. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения массовой доли мочевины.

Сущностью этого (спектрального) метода является следующее положение: в основе метода лежит хорошо известная чувствительная реакция взаимодействия первичных аминов (ПА) с парадиметиламинобензальдегидом, протекающая по схеме (рис. 2) :

Рисунок 2 — Схема пара-диметиламинобензальдегидом

В результате образуются окрашенные соединения, имеющие электронный спектр поглощения с максимумом в интервале длины волн 395 - 420 нм, что и позволяет контролировать содержание ПА в исследуемых средах.

Корма, комбикорма содержат разнообразные представители ПА: аминокислоты, белки, некоторые витамины, в структуру которых входит первичная аминогруппа. Все эти соединения одновременно с карбамидом могут взаимодействовать с п-ДМАБ. Но на этот счет в методе предусмотрена стадия внесения двух осаждающих растворов – «Каррез І» - и «Каррез ІІ». Внесение этих растворов в водный экстракт осаждает аминокислоты в виде их солей и высаливает белки и водорастворимые витамины. Таким образом, из всех выше перечисленных ПА в водном экстракте остается только карбамид.

За период 2018–2020 гг. исследовано более 170 образцов кормов.

Жмых подсолнечный

^■Содержание сырого протеина, %   ^^— Массовая доля мочевины,%

Рисунок 3 — Содержание сырого протеина и мочевины в жмыхе подсолнечном

Рисунок 4 — Содержание сырого протеина и мочевины в жмыхе рапсовом

Содержание сырого протеина в исследуемых кормах за три года варьируется в пределах 28,51 ‒ 42,60 % в жмыхах подсолнечника, 19,66 ‒ 44,06% ‒ в жмыхах рапса (рис. 3, 4) .

Массовая доля мочевины в анализируемых кормах находится в пределах 1 %. Повышенное содержание карбамида наблюдается в рапсовых жмыхах до 9,98 %, что свидетельствует о присутствии в кормах мочевины. Изготовители и потребители сельскохозяйственных кормов не имеют единого мнения о критическом уровне содержания карбамида в комбикормах и кормовом сырье, превышение которого может нанести непоправимый вред сельскохозяйственным животным.

К сожалению, из-за фальсификации даже надпись «сделано по ГОСТ» сегодня не гарантирует качества продукта. Проведенные исследования показали высокую необходимость контроля концентрированных кормов на возможность фальсификации их азотсодержащими веществами небелкового происхождения.

Многие сельскохозяйственные предприятия корма на анализ отправляют редко и только основные, а концентрированные нет, доверяя лишь сертификатам соответствия. В связи с этим у них нет полной картины качества данного вида корма.

Контроль качества сельскохозяйственных кормов – это очень важная часть технологического процесса сельскохозяйственных предприятий. Поэтому проблема фальсификации белка является более острой. Вместе с тем, есть достаточно много непонимания в этой проблеме, так как нет нормативных документов и предельно допустимых норм. Именно поэтому возникают конфликты между изготовителями сельскохозяйственных кормов, коммерсантами и потребителями. Такая ситуация провоцирует бесконтрольное использование карбамида, а, следовательно, и неконтролируемый вред.

В ГОСТ и ТУ не предусмотрен тот факт, что сырье или компонент для производства комбикормов запрещено фальсифицировать в принципе. Также не определены нормы, методы и параметры контроля самого факта фальсификации. Все это затрудняет предъявление законодательно обоснованных претензий и не позволяет привлечь производителей фальсификатов к ответственности.