Продукты cои в кормах – высокая продуктивность

Известно, что по сбалансированности аминокислот белок сои не имеет равных среди других белковых культур. Именно это определяет место сои в комбикормовой промышленности. Сегодняшняя индустрия производства мяса, молока, яиц, да уже и рыбы, выстраивается по строгой технологии и, поскольку ежедневный мониторинг привесов, надоев, производства яиц оптимизировал рацион питания животных с учетом питательной ценности, усвояемости, сбалансированности, и любое отклонение от заданной продуктивности анализируется и корректируется, сегодня это такая же строгая технология, как и в технических областях.

Соя, вернее, продукты ее переработки (шроты, жмыхи, экструдаты и т.д.), занимают одно из главных мест в составах комбикормов для птицы (до 30% от общего состава ингредиентов), крупного рогатого скота, свиней. В последнее время бурно развивается производство корма для рыбы.

Производство продуктов из сои для комбикормовых смесей имеет свои технологические особенности. Один из недостатков муки, полученной из сои – это наличие в ней антипитательных компонентов, которые без требуемой обработки снижают эффективность использования корма, снижают привесы и продуктивность. Инактивация этих компонентов требует термической обработки. Именно термическая обработка при температуре не менее 150 С° происходит при автоклавировании, термостатировании и экструдировании полножирной сои [1].Но есть новая ТЭП-технология, о ней отдельный разговор.

Рис.1. Мировое потребление кормового белка (2014 г.).

Рис.2. Потребление соевого шрота в животноводстве и птицеводстве (США).

На глобальном уровне соевый шрот составляет 63% от всех источников белка в кормах для животных (рис.1). Исследования утверждают, что сравнение таких параметров, как привес (бройлеров), конверсия корма, увеличение молочной продуктивности коров (на 5,3-6,8%) обеспечивают продукты на основе экструдирования полножирной сои. Однако технологии масштабного производства корма на основе протеина из сои основаны на производстве шрота после экстракции. В странах с развитым молочным скотоводством, выпаивание телят осуществляют на соевом молоке, что не ухудшает ежесуточные привесы и укрепляет иммунитет, и существенно снижает затраты на вскармливание молодняка [2].

Американские ученые университета штата Арканзас исследовали на поросятах влияние соевого молока на здоровье костей. Оказалось, что у той группы, которую откармливали соей, быстрее происходило формирование костей, и костная ткань была более плотной и богата витаминами. Это важно при технологиях откорма, ибо, например, при откорме бройлеров часто из-за «падения на ноги» их приходится забивать до срока, что порой просто убыточно [3].

Основные производители соевого шрота - Китай, США, Аргентина, Бразилия, ЕС-28 и Индия. На их долю приходится 88% мирового производства соевого шрота. Если взять долю потребления соевого шрота в животноводстве и птицеводстве от общего объема потребления, то оно в каждых странах отличается направленностью производства, но, тем не менее, основная доля приходится на птицеводство и свиноводство. Это хорошо видно на примере США (рис.2). Цены на соевый шрот неуклонно растут и соответствуют примерно тому же уровню, как и цены на зерно сои. Высокий спрос на соевый шрот обусловлен тем, что аминокислоты соевого шрота являются основными элементами для роста и развития животного, поскольку протеин, составляющий основу соевого шрота, содержит все пять незаменимых аминокислот (лизин, треонин, метионин, цистеин и триптофан), необходимых для сбалансированного корма. Современные технологии производства шрота начинаются с отделения оболочки семян сои, поскольку оболочка содержит мало белка, имеет низкую перевариваемость, и оставаясь в шроте, снижает долю протеина и соответственно необходимых аминокислот.

*Таблица №1.* Сравнение состава соевого шрота при разных технологиях его производства [4].
	С отделением оболочки (%)	Без отделения оболочки (%)
сырой протеин	48	45,5
лизин	2,92	2,76
треонин	1,83	1,76
метионин	0,65	0,60
цистеин	0,68	0,66
триптофан	0,65	0,56

Рис.3. Количество протеина в семенах различных культур.

В таблице №1 приведено сравнение двух вариантов состава шрота при технологии производства шрота с отделением оболочки и без отделения. К слову сказать, американцы производят шрот только при удалении оболочки и доказывают, что при большей его закупочной стоимости высокая продуктивность корма при этом, в конечном итоге, дает прибыль.

Общеизвестно, что соя, как культура, одна из лидеров по доле протеина в составе семян (рис.3).

Но даже среди высокобелковых культур, таких как подсолнечник, лен, рапс, жмых и шрот сои имеют явные преимущества. Шрот и жмых из сои имеет больше кормовых единиц по сравнению со шротом и жмыхом, полученными из подсолнечника, рапса и льна, к тому же они лучше усваивается (рис.4 и 5).


Рис.4. Доля усваиваемого протеина в одном килограмме шротов и жмыхов различных масличных культур [5].	Рис.5. Величины кормовых единиц в шротах и жмыхах различных масличных культур [5].

Рис.6. Схема переработки сои по технологии ТЭП [6] .

Теперь о преимуществах корма ТЭП-соя (тостированная экспандированная полножировая соя) (рис.6).

Особенность ТЭП технологии в том, что на первом этапе при кондиционировании температура сои не повышается выше 85° С, но при этом за счет создания коллоидной формы (смесь измельченной сои с водой) белки повышают стойкость к воздействию более высоких температур. В результате, при дальнейшем повышении температуры белки сохраняют растворимость.

На втором этапе (тостирование) снижается доля ингибиторов трипсина и химотрипсина, и снижается активность уреазы. При этом происходит частичная денатурация белка.

На третьем этапе (экспандирование) процесс происходит при высоком давлении и температуре. Температура может достигать 130°С. При этом белок, уже «подготовленный» к сохранению растворимости, выдерживает этот заброс температуры, а активность уреазы резко снижается, тем более что этот заброс температуры происходит кратковременно, несколько секунд, а, как известно, для денатурации белка требуется время воздействия.

Необходимо отметить, что экспандирование происходит при высокой влажности – 35% (предварительная паровая обработка), что и отличает этот процесс от экструдирования. При этом важно то, что как только происходит выход почти что гомогенизированного материала через регулируемое по величине диаметра сопло, наступает скачкообразный сброс давления и температуры. Падение давления до атмосферного понятно, а вот падение температуры объясняется мгновенным испарением воды (она не могла испаряться при высоком давлении), и как следствие этого фазового перехода (он требует энергии) падает температура материала до 90°С.

*Таблица №2.* Активность питательных веществ и растворимость белка после обработки по технологии Соя (ТЭП), % [7].
Показатели	Ед. измерения	Соя нативная до обработки	ТЭП соя
Ингибитор трипсина	мг/г	25-50	1,6-2,5
Ингибитор химотрипсина	мг/г	20-24	1,2-1,8
Уреаза	рН за 30 минут	более 2,5	до 0,1
Липоксидаза	ед./г	20-26	1-2
В-Конгицитин	мг/г	50-100	30-40
Лектины	мг/г	2100	600
PDI по воде	%	35,8	24,55
PDI по щелочи	%	92	89
РСП	%	79,33	76,66

Последний этап охлаждения не вызывает технических трудностей.

В результате обработки сои по ТЭП-технологии происходит количественные изменения показателей по сравнению с соей до ее обработки. Соответствующие данные приведены в таблице №2 и на рисунках 7, 8, 9. На рисунке 9 приведены зависимости активности уреазы и ингибитора трипсина от температуры. Необходимо также отметить, что все витамины сохранились и составляют 92-98% от их исходного количества в сое.


Рис.7. Инактивация ингибиторов при ТЭП-технологии переработки сои.	Рис.8. Доля белка и жира в сравниваемых кормах (соевый шрот и ТЭП-соя, средние значения).

Рис.9. Снижение активности уреазы и снижение ингибитора трипсина в зависимости от температуры.

Эффективность использования комбикормов, содержащих в своем составе ТЭП-сою, подтверждается следующими результатами [7].

Бройлеры

- конверсия корма на 1 кг живого веса снизилась на 20%;

- себестоимость комбикорма снизилась на 18%;

- среднесуточные привесы увеличились на 25% (30% доля ТЭП-сои в комбикормах).

- производство яиц на куру-несушку повысилась на 4%;

- затраты корма на одной яйцо снизились на 7%;

- улучшилось качество скорлупы яиц.

Утки, индейки

- конверсия корма уменьшилась на 15%;

- вес увеличился на 20%.

Поросята

- среднесуточные привесы с 1,5-2 месяцев до 4-х месяцев были 405-490 г;

- сохранность поросят повысилась на 5-7%;

- жизнеспособность поросят и их энергия роста увеличилась на 12-25%.

Свиноматки

- молочность свиноматки увеличилась на 16%;

- сохранность поросят увеличилась на 4,7%;

- энергия роста поросят увеличилась на 12-25%;

- увеличились репродуктивные функции свиноматки.

Свиньи

- увеличился среднесуточный привес на 14,6%;

- снизилась конверсия корма на 1 кг живого веса на 20%;

- увеличился уровень рентабельности на 15%.

КРС

- увеличился суточный надой на 0,5 кг и жирность на 0,24%;

- уменьшились последствия теплового стресса в летнее время, который приводил к снижению надоев;

- ускорился рост бычков мясной породы.

Рыба

- замена рыбной муки на ТЭП-сою удешевило процесс кормления;

- ускорился рост рыбы.

При оценке сои, как исходного материала в индустрии производства кормов, нельзя не сказать о соевом молоке.

Соевое молоко.

Эффективность использования соевого молока при откорме телят хорошо прослеживается по схеме кормления их до шестимесячного возраста.

*Таблица №3.* Вариант замены несобранного молока соевым при откорме телят до 6 месяцев.
	1-й месяц	2-й месяц	3-й месяц	4-й месяц	5-й месяц	6-й месяц	Итого, кг
Несобранное молоко, кг в сутки на голову	140	50	-	-	-	-	190
Соевое молоко, кг в сутки на голову	-	80	140	110	-	-	230

Примечание. Вес при рождении 30 кг. Ежедневный привес 600-650 г., и подробная более развернутая схема приводится в методических рекомендациях «Современная технология выращивания и переработки сои» (г. Одесса, 2012г.) [8].

Что касается пищевого соевого молока, то для людей, у которых имеется дефицит фермента лактазы, соевое молоко - идеальный вариант при замене коровьего молока. Дело в том, что семена сои не содержат молочного сахара, а это значит, что в соевом молоке нет лактозы, в то время как в животном или женском грудном молоке доля лактозы составляет 5-7%.

В заключение этого раздела несколько слов о необходимости контроля качества семян сои и кормов на ее основе на предмет наличия в них микотоксинов.

Проблема сохранения зерна общеизвестна.

В мире сегодня примерно 30% выращенного зерна не может быть использовано по предполагаемому первоначальному назначению из-за ухудшения качества при хранении. Так, продовольственное зерно вынуждено переводится в категорию фуражного, фуражное в техническое, а какая-то часть из-за сильного поражения микотоксинами просто уничтожается.

В России были проведены исследования по заражению микотоксинами зерна поступающего на переработку как на пищевые технологии, так и на комбикорма. Было исследовано полторы тысячи образцов на шесть микотоксинов: афлатоксин, Т2 токсин, зеараленон, ДОН, охратоксин и фумонизин. Получено и проанализировано 7000 результатов. Данные приведены на рисунках 10-15. Видно, что несомненными лидерами являются две культуры – кукуруза и соя.


Рис.10. Доля образцов (%) различных культур, в которых был обнаружен токсин афлатоксин (данные за два года).	Рис.11. Доля образцов (%) различных культур, в которых был обнаружен токсин Т2 токсин (данные за два года).

Рис.12. Доля образцов (%) различных культур, в которых был обнаружен токсин зеараленон (данные за два года).	Рис.13. Доля образцов (%) различных культур, в которых был обнаружен токсин ДОН (данные за два года).

Рис.14. Доля образцов (%) различных культур, в которых был обнаружен токсин охратоксин (данные за два года).	Рис.15. Доля образцов (%) различных культур, в которых был обнаружен токсин фумонизин (данные за два года).

Почему эти две культуры поражаются значительно сильнее других? Ответ наверняка не однозначный. Но, с моей точки зрения, одной из причин может быть предрасположенность этих культур к травмированию. Разрушенная защитная оболочка зерна открывает доступ микроорганизмам в «столовую», а значит к размножению и заражению.

Микотоксины обладают синергетическим эффектом и их кумулятивное действие необходимо учитывать. Микотоксикозы наносят огромный ущерб в животноводстве и птицеводстве. Т2 токсин и ДОН продуцируются грибами рода Fusarium, которые имеют как «полевое», так и «складское» происхождение.

По данным ФАО около 25% мировых потерь урожая обусловлено заражением зерна микотоксинами. Поэтому, чрезвычайно важно контролировать заражение зерна в поле, но особенно важно не допускать поражения плесневыми грибами соевых бобов при их хранении. Для этого необходимо очищать семена сразу после уборки, удалять из общей массы половинки и дробленные семена, закладывать сою на хранение с влажностью не более 12% и постоянно контролировать состояние температуры с целью не допустить образования очагов самосогревания.

Показатели безопасности для соевых бобов на нормы токсических элементов регламентируются ДСТУ 4964:2008, для соевого шрота ДСТУ 4593:2006. Тем же ДСТУ 4964:2008 регламентируются допустимые нормы микотоксинов для сои как для продовольственных потребностей, так и для кормов.