Разработка технологии производства стартовых экструдированных кормов для молод и рыб

Главный вопрос в развитии аквакультуры это организация полноценного кормления рыб на всех этапах их выращивания. В индустриальных условиях рыбоводства, когда естественная кормовая база полностью отсутствует, необходимо обеспечить полную сбалансированность состава применяемых искусственных кормов [1]. Состав комбикормов, их качество, применяемая технология кормления оказывают непосредственное влияние на рыбоводно-биологические характеристики рыб, к примеру, на скорость роста, на выживаемость, на физиологические показатели и здоровье [2].

В странах с развивающейся аквакультурой ученые активно работают над технологиями полноценного кормления рыб. Постоянно обновляются рецепты комбикормов, вносятся новые компоненты и добавки в их составы для более полного удовлетворения физиологических потребностей различных видов и возрастов гидробионтов [3].

В настоящий момент ограниченность кормового ассортимента для рыб, предлагаемых отечественными производителями, сдерживает развитие индустриальной аквакультуры в Казахстане.

Для обеспечения процесса выращивания рыб, в особенности ценных пород, необходимо приобретение дорогостоящих импортных кормов. Данное обстоятельство является одной из причин низкой экономической эффективности функционирования рыбоводных организаций, так как при выра- щивании товарной рыбы значительная часть затрат (35-50 %) приходится именно на кормление [4].

Расширение ассортимента сырья и улучшение его технологических свойств – важная и актуальная проблема комбикормовой промышленности. В Казахском научно-исследовательском институте перерабатывающей и пищевой промышленности ведутся работы по использованию новых видов сырья для производства комбикормов, а также по совершенствованию технологических и структурномеханических свойств комбикормов для рыб. В данный момент ученые работают над разработкой рецептур и технологией производства отечественных стартовых кормов для ценных видов рыб и внедрением разработок на комбикормовых заводах и рыбоводных предприятиях Казахстана.

Материалы и методы исследований

Объектами исследования являются стартовые комбикорма для судака, тиляпии, клариевого сома, а также технология их производства.

Экспериментальные работы проводились в лаборатории технологии зернопро-дуктов и комбикормов ТОО «КазНИИ перерабатывающей и пищевой промышленности» – были установлены физиологические потребности рыб в основных элементах питания, разработаны рецепты стартовых комбикормов для молоди рыб (судак, кла-риевый сом, тиляпия).

По разработанным рецептам комбикорма для молоди рыб вырабатывались в производственных условиях ТОО «PetFoodKZ», отрабатывались технологические режимы их производства методом экструдирования (величина размола сырья, смешивание и дозирование компонентов, увлажнение смеси компонентов, величина давления пара, температура экструдирова-ния, напыление жира). Физико-химические свойства используемого сырья и выработанных стартовых комбикормов для рыб устанавливали на приборе компании FOSS (ИК-анализатор NIRS TMDA 1650), а содержание влаги устанавливали на приборе ЭВЛАС-2М завода ТОО «PetFoodKZ».

Для установления питательной ценности комбикормов для рыб использовалась нормативно-техническая документация (действующие ГОСТы, стандартные и оригинальные методики, ветеринарно-санитарные требования, литературные источники, физико-химические показатели импортных кормов).

Для установления физико-химических показателей средние пробы сырья и выработанных стартовых комбикормов для рыб отбирали в соответствии с ГОСТ 13496.0.

Крупность размола и содержание не-размолотых семян в используемом сырье и стартовых комбикормах для рыб определяют согласно ГОСТ 13496.8 по остатку на ситах с отверстиями диаметрами 5; 3; 2; 1; 0,5 мм.

По ГОСТ 13496.3-92 (ИСО 6496-83) определяли влажность комбикорма.

По органолептическим показателям определяли внешний вид и цвет, для чего 200 г испытуемого комбикорма помещают на гладкую поверхность листа белой бумаги и, перемешивая, рассматривают при естественном свете [5].

Запах определяли по ГОСТ 13496.13.

Крошимость гранул определяли на приборе 17 – ЕКГ по ГОСТ 28497-2014.

Разбухаемость гранул – время, за которое первоначальный объем гранул увеличивается вдвое, определяли по ГОСТ 28758-97.

По методике МРТУ 8-3-61 определяли водостойкость комбикормов.

Результаты и их обсуждение

В результате установленных физиологических потребностей рыб, режимов технологии производства кормов методом экструдиро-вания, установлены нормы ввода компонентов в стартовые комбикорма для молоди рыб (судака, клариевого сома и тиляпии) (табл. 1).

Таблица 1 - Нормы ввода компонентов в стартовые комбикорма для рыб, %

Компоненты	Тиляпия	Судак	Клариевый сом
Пшеница	0-50	0-15	0-20
Горох	0-20	-	0-15
Отруби пшеничные	0-15	0-5	0-5
Шрот, жмых:
соевый	0-20	0-20	0-20
подсолнечный	0-20	0-10	0-10
Глютен кукурузный	0-20	0-15	0-15
Мука мясокостная	0-5	0-15	0-15
Мука мясная	0-8	0-10	0-20
Мука кровяная	0-15	0-15	0-17
Мука рыбная	0-26	0-60	0-50
Дрожжи кормовые	0-5	0-20	0-15
СОМ	-	0-10	0-10
Казеин	-	0-15	-
Бентонит	0-1	0-1	0-1
Соевый изолят	0-5	0-15	0-15
Пшеничная клейковина	0-2	0-4	0-4
Масло соевое	0-3	0-10	0-10
Масло подсолнечное	0-3	0-3	0-3
Масло льняное	0-4	0-4	0-4
Жир рыбий	0-3	0-8	0-8

Из данных таблицы 1 видно, что соот-       но различается между собой. Это объясняется ношение некоторых компонентов существен-      различием особенностей питания выбранных видов рыб в природе. Тиляпии хорошо используют корма как растительного, так и животного происхождения. Потребность тиляпий в белке несколько меньше по сравнению с судаком и сомом, поэтому для тиляпии можно использовать корма растительного происхождения, такие как пшеница, до 50 %, горох, шрот соевый и жмых подсолнечный – 20 %, отруби пшеничные – 15 %. Сом и судак по природе хищные рыбы, поэтому в их питании должны преобладать корма животного происхождения, такие как рыбная мука 50-60 %, мука мясокостная и мясная 10-20 %. Они потребляют и усваивают растительные белки тоже, но интенсивность роста на этих кормах значительно ниже, поэтому целесообразно использование высокобелковых растительных кормов, таких как соевый шрот – 20 %, соевый изолят – 15 %.

Использование в составе корма рыбной муки полностью удовлетворяет высокую потребность в протеине у хищных рыб, в частности судака. Однако, рыбная мука представляет собой ограниченный биологический ресурс и становится все менее экономически выгодным сырьем. Так, цена за тонну рыбной муки за последнее десятилетие выросла почти в два раза. Использование же альтернативных источников белка, менее дорогих и более доступных, играет важную роль в концепции устойчивого развития аквакультуры. Варьируя сырьем для производства комбикормов, можно с наибольшим эффектом использовать его питательную ценность.

При выработке кормов методом экстру-дирования содержание жира в кормосмеси не должно превышать 5 %, потому что при высоком содержании жира в кормовых компонентах затрудняется вспучивание экструдата [6].

Для выработки экструдированных стартовых кормов установлены следующие технологические режимы их производства – температура экструдирования 125–130°С, давление 4 Мпа. При этом компоненты должны тщательно измельчаться до размеров частиц 0,2 мм. и смесь следует увлажнять до 30 % с учетом первоначальной влажности, а подогретый до 50 °С жир следует вводить в комбикорм напылением.

Химико-энергетические свойства, выработанных стартовых комбикормов для рыб представлены в таблице 2.

Таблица 2 – Химико-энергетические свойства стартовых комбикормов для личинок и молоди рыб

Показатели	Содержание
	Комбикорм для судака, размер крупки (0,2 мм)	Комбикорм для кларие-вого сома, размеры крупок (0,2-0,5 мм)	Комбикорм для тиляпии, размеры крупок (1-2 мм)
Массовая доля влаги, %	9,2	8,08	9,04
Сырой протеин, %	57.51	61.85	41,0
Сырой жир, %	12.2	5.82	7.66
Сырая клетчатка, %	1.08	1.02	2.73
Зола, %	8.12	6.61	9.93
Линолевая кислота, %	1.4	0.8	1.2
БЭВ, %	10.8	13.61	29.6
Лизин, %	4.04	4.94	2.85
Метионин, %	1.52	0.87	0.73
Метионин+цистин, %	1.85	1.68	1.2
Триптофан, %	0.72	0.78	0.5
Сахар, %	0.47	0.61	1.75
Крахмал, %	0.74	1.41	6.56
Фосфор, %	1.76	0.76	1.17
Кальций, %	2.64	1.07	1.57
Натрий, %	0.56	0.5	0,52
Хлор, %	0.37	0.32	0,33
Калий, %	0.56	0.56	0,5
Валовая энергия ккал/100г//МДж/кг	494.58 // 20.69	468.51//19.6	469.19//19,63
Обменная энергия, ккал/100г//МДж/кг	415.44 //17.38	393.54//16.46	394.11//16.48

Принятое соотношение компонентов в составе рецептов создает полноценный биологический комплекс, позволяющий сбалансировать комбикорма по обменной энергии, протеину, лимитирующим аминокислотам, отдельным витаминам и минеральным веществам.

Как видно из таблицы, влажность комбикормов находится в пределах нормы (менее 10 %), содержание сырого протеина также соответствует рекомендуемым нормам и составило 57,51% для судака и 61,85 % для сома, так как они хищные рыбы, и 41,0 % для тиляпии, как мирной рыбы. Содержание сырой клетчатки соответствует использованным компонентам и составляет 1,08-1,02 % в комбикормах для судака и сома, в комбикорме для тиляпии – 2,73 % так как в нем больше компонентов растительного проис- хождения, в нем также больше и содержание крахмала – 6,56 %.

Комбикорма для судака и клариевого сома относятся к слаботонущим, а для тиляпии к плавающим и слаботонущим. При экструдировании белковые компоненты, перемешиваясь с другими компонентами, образуют густую массу. Крахмалсодержащие компоненты клейстеризуются и связываются между собой, в зависимости от технологических свойств, белковые компоненты могут оказывать благоприятное либо негативное воздействие на эластичность кормовой массы, к примеру, плохо растворимые белки рыбной муки могут понизить качество гранул. Содержание белковых компонентов в аквакормах может достигать 70-80 % [5,6].

В таблице 3 показаны данные физикомеханических свойств выработанных комбикормов.

Таблица 3 - Физико-механические свойства комбикормов для рыб

Показатели	Стартовые комбикорма для рыб
	Судак (0,2мм)	Кларие-вый сом (0,2мм)	Клариевый сом (0,5мм)	Кларие-вый сом (1мм)	Тиляпия (1мм)	Тиляпия (2мм)
Цвет	темнокоричневый	темнокоричневый	коричневый	коричневы й	коричневый	коричневый
Запах	свойственн ый, рыбный	свойственн ый, рыбный	свойственн ый, рыбный	свойственн ый, рыбный	свойственны й, рыбный	свойственн ый, рыбный
Объемная масса (плотн.), кг/м3	880,3±2,0	885,3±4,8	576,2 ±4,0	580,5±7,0	540,4± 7,2	543,4± 7,2
Размеры гранул, мм	0,2	0,2	0,5	1	1	2
Водостойкость (разбухаемость), мин	-	-	165	180	248	254
Крошимость, %	-	-	1,1	1,2	1,45	1,5
Коэффициент водопоглощения, г/мин	0,002± 0,002	0,002± 0,002	0,005± 0,002	0,006± 0,002	0,010± 0,002	0,010± 0,002

Из данных, приведенных в таблице 3, видно, что все выработанные комбикорма по результатам лабораторных исследований показали плотность ниже 1000 кг/м3, чем выше плотность р>1000 кг/м3, тем быстрее гранулы тонут и опускаются на дно. У выработанных комбикормов в частности, для судака, объемная масса составила – 880,3 кг/м3, для клариевого сома с крупками величиной 0,2 мм - 885,3 кг/м3, для крупок 0,5 мм – 576,2 кг/м3, для крупок 1 мм – 580,5 кг/м3, для тиляпии с крупками величиной 1 мм – 540,4 кг/м3, для крупок 2 мм – 543,4 кг/м3, соответственно показателям, комбикорма погружались в воду достаточно медленно, а некоторое количество гранул оставалось на поверхности воды. Стартовые комбикорма для судака, как в лабораторных условиях, так и в условиях проведения опыта по кормлению рыб в хозяйстве слабо погружались в воду и полностью поедались рыбой из толщи воды. Образование пористой структуры при производстве экструдированных кормов, придает им меньшую плотность.

По показателю водостойкости выработанные корма имеют хорошие результаты. Показатель водостойкости по нормативу должен составлять не менее 30 мин. При лабораторном исследовании выработанных кормов разрушение гранул происходило более чем через 2,5 часа после погружения в воду. Данное обстоятельство объясняется связующими свойствами используемого сырья (кровяная мука, рыбная мука) для производства комбикормов, технологическими параметрами производства (уровень давления кормовой смеси в матрице) и жировой оболочкой гранул, препятствующей проникновению воды в её внутреннюю структуру. По этой же причине и коэффициенты водопоглощения низкие (0,005 ± 0,002 и 0,010 ± 0,002), они также характеризуют гигроскопичность кормов.

Механическое воздействие на гранулы испытуемых кормов показало их высокую прочность. По требованиям ГОСТа, кроши-мость экструдированных комбикормов не должна превышать 3%. Самый высокий показатель крошимости в выработанных опытных партиях стартовых комбикормов для молоди рыб имеет крошимость 1,5 % (тиляпия 2 мм).

Были проведены производственные испытания по эффективности использования стартовых комбикормов и усвоения их на личинках и молоди судака, клариевого сома и тиляпии на экспериментальных участках (КХ «МG», ТОО «Капшагайское НВХ– 1973»и в условиях УЗВ АО «Казахский Агротехнический Университет им. С. Сейфуллина» г. Нур-Султан).

Стартовые комбикорма для ценных видов рыб хорошо поедались рыбой, практически без отхода и крошимости, соответствовали по размеру, имели высокий кормовой коэффициент при кормлении стартовыми кормами судака, – 1,28 ед, клариевого сома - 0,93 ед, в УЗВ – 0,8, тиляпии - 1,2 ед, выживаемость рыбы была нормативной (судак - 51%, клариевый сом 71-76%, тиляпия - 85%). В качестве контрольного корма был взят стартовый корм для форели «Aller Aqua» (Дания). Данный корм брали в качестве сравнения, так как нет стартовых кормов для личинок и молоди судака, клариевого сома и тиляпии и нормативных документов на эти корма.

Заключение, выводы

Разработаны рецепты и технология производства стартовых комбикормов методом экструдирования для рыб – судак, кла-риевый сом, тиляпия. Выработанные комбикорма представляют собой рассыпчатые крупки размером 0,2, 0,5, 1 и 2 мм. Цвет кормов варьируе от темно коричневого до светло-коричневого, значение водостойкости составляет не менее 2,5 часов, крошимость не более 1,5 %, разбухаемость гранул 10-15 минут, объемная масса ниже 1000 кг/м3. Анализы физико-химических показателей свидетельствуют, что принятое соотношение компонентов в рецепте создает полноценный биологический комплекс, это позволяет сбалансировать комбикорма по обменной энергии, протеину, лимитирующим аминокислотам, отдельным витаминам и минеральным веществам. Разработанные стартовые комбикорма имеют высокую водостойкость, при этом достаточно хорошо разбухают, в результате чего хорошо поедаются рыбами.

Работа выполнена в рамках реализации бюджетной программы: «Адаптация передовых и совершенствование существующих технологий и перспективных объектов рыбоводства для эффективного развития аквакультуры с учетом региональных условий Казахстана» по проекту: «Разработка рецептур и технологии производства отечественных стартовых конкурентоспособных кормов, совершенствование технологий культивирования живых кормов для ценных видов рыб и внедрение разработок на рыбоводных предприятиях Казахстана» ПЦФ МСХ РК на 2018-2020 гг.

Государственная программа развития агропромышленного комплекса республики Казахстан прогнозирует рост объемов аквакультуры до 15 тыс. тонн к 2030 году. Соответственно и потребность в экструдированных полнорационных комбикормах составит до 15 тыс. тонн в год. Предложенная технология и рецепты позволят наладить производство кормов для рыб в Казахстане, повысить выживаемость и увеличить скорость роста выращивания молоди рыб в индустриальных условиях. Благодаря преобладанию в рецептах компонентов широко представленных на отечественном рынке снизить их себестоимость в 1,52 раза и уйти от импортозависимости готовых комбикормов.