Сравнительный анализ влияния люпина белого экструдированного и не подвергавшегося обработке на молочную продуктивность и качество молока коров

Для реализации генетически детерменированных молочной продуктивности и качества молока у стресс - чувствительных голштинских коров требуется полноценное сбалансированное кормление для устойчивого метаболического состояния, определяющего сбалансированное функционирование всех систем организма. При этом особое внимание отводится количеству протеина в рационах коров. Однако, в настоящее время исследователи наблюдают дефицит белка в кормовых рационах голштинских коров.

К сожалению, не все хозяйства имеют возможность, обеспечить коров кормами богатыми белками, поскольку они дорогостоящие и дефицитные. Особенно проблемно это сделать для жвачных, которые потребляют объёмистые корма, содержащие низкий уровень протеина. При этом важно не только обеспечить голштинских коров протеином, но и обращать внимание на его качество, содержание сырого и переваримого протеина, его состав по аминокислотам, а также учитывать количество протеина расщепляемого и не расщепляемого. [1,2]

Для решения проблемы белкового питания голштинских коров в качестве перспективной кормовой культуры рассматривают люпин. Зерно люпина, по мнению многих ученых и практиков, считается по питательности соответствующим зерну сои. Кроме того, люпин содержит жиры, клетчатку и аминокислоты, как важный строительный материал для организма животных.

Популярность зерну люпина придает низкая себестоимость. Основным препятствием для использования в кормлении коров люпина является высокое содержание в нем алкалоидов. В настоящее время селекционеры выводят новые сорта с низким содержанием алкалоидов. Тем не менее, проблема наличия алкалоидов в люпине остается и актуальными являются изыскание и разработка способов его уменьшения.

Нормой поступления алкалоидов с кормом для коров считается 0,2–0,4 гр /100 кг живой массы, токсическую дозу алкалоидов составляют 20 мг / 1кг живой массы, летальную 30 мг/1 кг. При воздействии высоких температур происходит частичное или полное разрушение алкалоидов люпина происходит при воздействии на них. По мнению разных авторов при температурной обработке семян люпина на протяжении 60 минут при температуре 60 ºС содержание алкалоидов снижается на 4,5 %, температурная обработка при 100 ºС в периоды 10,30 и 60 минут приводит к снижению содержания алкалоидов на 9,13,4 и 21,4 %.[3-6]

Используемый в кормлении крупного рогатого скота протеин должен хорошо перевариваться и оптимально растворяться в рубце, что бы обеспечить относительно не большую концентрацию аммиака, но достаточно высокую активность полезных микроорганизмов в рубце. С кормовым рационом должно поступать определенное количество расщепляемого и нерасщепляемого в рубце протеина. 40 % кормового протеина при расщеплении в рубце дают пептиды, аминокислоты и аммиак. Аммиак идет на образование белков тела бактерий, содержащих необходимые аминокислоты. При увеличении продуктивности коров количество микробного белка не способно обеспечить потребности организма аминокислотами. В таком случае большую роль играет «защищенный» или транзитный кормовой протеин, не распавшийся в рубце и способный к высокой переваримости в кишечнике. [7-11]

Цель исследования : сравнить влияние люпина белого экструдированного гранулированного и люпина дробленого, не подвергавшегося экструдированию, на молочную продуктивность и качество молока.

Материалы и методы. Эксперимент проводили на базе ООО «Стрелецкое» филиала ФГБНУ ФНЦ ЗБК Орловской области п. Истомино. В качестве объекта исследования было сформировано 3 группы коров 2-ой лактации по принципу пар-аналог по 5 коров в каждой. Коровы экспериментальных и контрольной групп находились в одинаковых условиях при привязном содержании с использованием единого основного рациона хозяйства. Коровы контольной группы получали рацион хозяйства (ОР); опытной группа №1 - люпин белый без дополнительной обработки дополнительно к основному рациону хозяйства (ОР+ЛБ);опытной группы № 2 -основной рацион хозяйства+ экструдированный гранулированный люпин белый (ОР+ЭкЛБ).

Схема кормления голштинских коров представлена в таблице 1.

Таблица 1 – Схема кормления голштинских коров.

Наименование групп	Особенности рационов кормления	Количество коров
Контрольная	Основной рацион хозяйства, (ОР)	5
Опытная 1	Основной рацион хозяйства +люпин белый без дополнительной обработки, (ОР+ЛБ)	5
Опытная 2	Основной рацион хозяйства+ экструдированный гранулированный люпин белый, (ОР+ЭкЛБ)	5

Для опытной группы 1, измельчали зерно люпина белого сорта «Мичуринский», путём пропускания его через кулачковую зернодробилку. Далее дробленый люпин белый давали животным по 2000г на голову дополнительно к основному рациону хозяйства.

Для опытной группы 2 использовали экструдированный гранулированный люпин белый в количестве 2000г на голову дополнительно к основному рациону.

Результаты исследования.

Исследования проводили в зимний стойловый период (ноябрь, декабрь 2024 года). Молочную продуктивность обследуемых голштинских коров изучали путем контрольных доек, позволяющих определять среднесуточный удой, через каждые 10 дней в течение месяца от начала эксперимента. Качество молока изучали с помощью прибора «Лактан» (белковомолочность, жирномолочность и количество соматических клеток).

Для проведения исследований в опытной группе № 2 готовили сырье из зерна люпина белого сорта «Мичуринский» по следующим технологическим шагам:

• 1.    измельчение зерна люпина белого в кулачковой зернодробилке;

• 2.    увлажнение сырья на 10-15 % с помощью смесителя с большими лопастями;

• 3.    пропускание сырья через кормовой одношнековый экструдер КЭШ-1, модель ЭК-ТУ 28.93.13.001–21520712–2017 (производительностью до 50 кг/ч; потребляемой мощностью 5,7 кВт) при максимальной температуре 116°C , которая контролировалась с помощью щупа –градусника, при давлении 0,3 Мпа;

• 4.    экструдированный продукт гранулировали в пресс-грануляторе ПГ 520 с выходной ячейкой диаметром гранул -4мм; при t 60–70 ◦C и давлении 0,35 МПа.

Основным шнеком непосредственно называют узел шнека экструдера, который показывает объём получаемого продукта, режим обработки смеси и качество получаемого продукта. В нашем экструдере стоит однозаходный червяк, состоящий из трех секций, разделенных компрессионными диафрагмами - кольцами (парозапорными или "греющими" шайбами), которые создают сопротивление движению смеси и способствуют ее сжатию и разогреву. Конструктивная особенность шнека позволяет обеспечивать постепенное возрастание давления и температуры в экструдере. Из-за глубины винтовых канавок червяка, которая уменьшается к концу шнека, обеспечивается дополнительное уплотнение продукта и рост давления и температуры. Съёмный корпус, куда непосредственно вставляется секция червяка, имеет внутри продольные ребра для обеспечения движения смеси вдоль оси шнека.

При выходе из экструдера готовый продукт "взрывается", температура продукта возрастает благодаря высокому давлению и достигает на выходе из экструдера значительной величины, при этом теряется влажность, резко снижается температура и разбухает струя экструдата. Применялась фильера или гранулирующая головка, которая позволила на входе получить экструдат в виде трубочки с толщиной 4 мм.

Проведение термогидролиза биополимеров люпина требует строгого контроля при нагреве зерна и одновременной обработке паром для обеспечения процесса термогидролиза с целью получения белковой и энергетической питательности. При термогидролизе образуется гидрофильный коллоид, в качестве дополнительной защиты которого выступает гидратная оболочка. Этот факт способствует сохранению белковых веществ люпина без разрушения до аминокислот, которые в дальнейшем перевариваются в тонком кишечнике.

При декстринизации крахмала происходит накопление декстринов с низкой молекулярной массой и накопление свободных сахаров. В результате декстринизации из крахмала добавки образуются сахара с быстрой скоростью распада в рубце, а медленно расщепляемые и свободно перемещающиеся в тонкий отдел кишечника без расщепления. Такое разделение способствует лучшему рубцовому и кишечному пищеварению у коров. При этом наблюдается улучшение углеводного питания микроорганизмов, снижение быстрого образования молочной кислоты, из проходящих углеводов формируется значительный фон глюкозы за счет переваривания крахмала ферментами поджелудочной железы (амилазы).

Результаты влияния экструдированного гранулированного люпина белого на организм голштинских коров определяли, сравнивая показатели среднесуточного удоя и качества молока у этих коров с таковыми у коров, получавших люпин белый без дополнительной обработки. Результаты сравнения молочной продуктивности представлены на рисунке 1.

До кормления

10 дней

20 дней

30 дней

Контроль        Опыт 1 ОР+ ЛБ 2000г        Опыт 2 ОР+ ЭкГЛБ 2000г

Рисунокі - Среднесуточный удой голштинских коров (кг), при использовании дополнительно к основному рациону измельченного (дробленного) зерна люпина белого без дополнительной обработки и экструдированного гранулированного люпина белого

К 30-му дню эксперимента у коров обеих опытных групп в хозяйстве установлен наибольший среднесуточный удой относительно начала эксперимента. У коров 1-ой опытной группы (ОР + ЛБ), получавшей измельченное (дробленное) зерно люпина белого без обработки, среднесуточный удой увеличился на 5,0 %, относительно контрольной группы

Во 2-ой в группе коров (ОР+ЭкЛБ), получавших экструдированный гранулированный люпин белый дополнительно к основному рациону, увеличение среднесуточного удоя составило на 8,0 %, относительно контрольной группы.

Показатели суточного удоя к концу эксперимента свидетельствуют о разнице влияния люпина белого на организм животного в разных нативных формах: так, измельченное (дробленное) зерно люпина белого без обработки оказывает меньшее влияние на организм коровы, при этом суточный удой меньше на 3,1 %, чем у голштинских коров, получавших экструдированный гранулированный люпин белый к основному рациону хозяйства.

В ходе эксперимента в молоке голштинских коров 1-ой и 2-ой опытных групп, также наблюдается увеличение процентного содержания жира, белка и уменьшение содержания соматических клеток. Полученные данные отражены в таблице 2.

Таблица 2 - Результаты влияния измельченного (дробленного) зерна люпина белого без дополнительной обработки и экструдированного гранулированного люпина белого при использовании их дополнительно к основному рациону коров на среднесуточный удой, белковомолочность, жирномолочность, СОМО.

Показатели	Контроль	Опытная 1 (ОР+ ЛБ 2000г)	Опытная 2 (ОР+ ЭкГЛБ 2000г)
среднесуточный удой (кг)	16,5±0,22	21,4±0,1	24,5±0,02*
белковомолочность (%)	3,3±0,15	3,87±0,03	4,02±0,01*
жирномолочность (%)	1,8±0,02	2,47±0,03*	3,58±0,03**
СОМО, %	10,25±0,4	9,86±0,3	9,29±0,5

Примечание: * - p <0,05; ** - p <0,01 относительно данных контрольной группы

В опытной группе коров №1 (ОР + ЛБ), получавших дополнительно к основному рациону измельченное (дробленное) зерно люпина белого без дополнительной обработки, на 30-й день эксперимента отмечено увеличение белка на 0,57 %; увеличение жира на 0,67 %, СОМО уменьшилось на 0,39 %.

В группе №2 (ОР+ЭкЛБ)- белок увеличился на 0,72 %; жир увеличился на 1,78 %, СОМО уменьшилось на 0,96%.

Показатели белковомолочности, жирномолочности и уровня соматических клеток в молоке коров опытных групп, выявляют разницу в изучаемых показателях при использовании в кормлении люпина белого в разных нативных формах. Данные приведены на рисунке 2.

К концу эксперимента установлено, что дополнительное кормление измельченным (дробленным) зерном люпина белого без обработки оказывает меньшее влияние чем экструдированным гранулированным люпином белым на жирномолочность, белковомолочность и соматические клетки. При увеличении жирномолочности и белковомолочности в обеих опытных группах было установлено, что увеличение жирномолочности в первой опытной группе было на 1,1% меньше, чем в опытной группе №2; увеличение белковомолочности было меньше на -0,93%; а уровень СОМО был выше на 0,57 % в первой опытной группе, чем во второй группе.

■ Опыт 1 ОР+ ЛБ 2000г    ■ Опыт 2 ОР+ ЭкГЛБ 2000г

Рисунок 2 – Сравнительный анализ показателей белковомолочности, жирномолочности и уровня соматических клеток в молоке голштинских коров, получавших измельченное зерно люпина белого без дополнительной обработки и экструдированного гранулированного люпина белого.

Вывод . Анализ полученных экспериментальных данных показал, что наиболее эффективным для голштинских высокоудойных коров, содержащихся в условиях промышленного комплекса, является использование дополнительно к основному рациону экструдированного гранулированного люпина белого для увеличения молочной продуктивности и улучшения качества молока.