Бактериальная ферментация питательных веществ в рубце при скармливании кавитационно обработанного корма

Бактериальная ферментация питательных веществ в рубце при скармливании кавитационно обработанного корма

Д.М. Муслюмова, к.б.н,

С.Ю. Давыдова, аспирантка, ВНИИМС

В последние годы в животноводстве успешно используются естественные и безопасные в кормлении скота кормовые добавки, являющиеся отходами различных отраслей пищевой и перерабатывающей промышленности, стимулирующие процессы пищеварения, а также увеличивающие процессы переваримости питательных веществ рациона корма, способствуя тем самым повышению продуктивности животных. Одним из таких продуктов является фуз-отстой, являющийся отходом масло-экстракционной промышленности, способный без существенного снижения питательности рационов увеличить продуктивные качества животных за счёт содержания в нём жирных кислот (пальмитиновая, линолевая, эруковая, стеариновая, арахидоновая). Всё больше встречается сведений о применении фуза-отстоя как дешёвого жирового компонента в кормлении животных и птицы, а также наиболее оптимального варианта при замене дефицитных и дорогостоящих кормов [1, 2].

В рубце жвачных животных, благодаря воздействию микроорганизмов, гидролизуется основная часть поступивших питательных веществ кормовых средств. При этом, проходя ряд полиступенчатых преобразований, в рубце образуется много метаболитов, одни из которых становятся для организма пластическим и энергетическим материалом, другие же, пользуясь микрофлорой, превращаются в микробиальный полноценный белок, являясь основным источником необходимых биологически активных веществ и незаменимых аминокислот. Конечными продуктами бактериальной ферментации кормовых масс являются аминокислоты, летучие жирные кислоты (ЛЖК) и аммиак. Исходя из этого содержание ЛЖК в жидкости рубца может в определённой степени служить объективным по-

казателем интенсивности проходящих там микробиологических процессов.

Определённый интерес представляет технология обработки кормов кавитационным воздействием. В процессе кавитационного воздействия происходит ряд процессов, которые изменяют структуру кормов, оказывают губительное воздействие на гнилостные и патогенные микроорганизмы, ми-котоксины. Столь разностороннее воздействие на корма предполагает целесообразность исследований по воздействию кавитационной обработки на отходы масложировой промышленности. В представленных исследованиях оценивалось продуктивное действие и качественные характеристики фуза-отстоя, обработанного кавитацией.

Под кавитацией понимают процесс образования и схлопывания в жидкой среде парогазовых пузырьков в результате ультразвукового воздействия. Под действием кавитационной обработки сырья за счёт локального понижения давления в жидкости до давления насыщенных паров происходит изменение структуры корма.

Необходимо отметить, что содержание газа и пара в полости может быть различным — от нуля до единицы. В связи с этим концентрация пара или газа в полости приводит к образованию паровых или газовых пузырьков.

Известно, что понижение давления в жидкости возможно также при кипении или вакуумировании. Но в процессе кавитации, за счёт ограниченной области, эти процессы не распространяются по всему объёму жидкости. В связи с этим различают гидродинамическую кавитацию, возникающую в результате местного понижения давления в потоке жидкости, и акустическую, возникающую в процессе прохождения акустических колебаний через жидкость, — ультразвук [3].

Объекты и методы. Исследования проводили в условиях фермы хутора Степановского Орен-

бургского района, филиала ФГБОУ ВПО «Оренбургский государственный аграрный университет» на трёх 11-15-месячных бычках красной степной породы (средняя живая масса — 180—220 кг) с фистулами рубца, наложенными по методу Алиева (1997). В ходе опыта животные получали сено-концентратный рацион, составленный согласно детализированным нормам кормления, общее физическое состояние бычков опытных групп в ходе эксперимента было в пределах физиологи -ческой нормы.

Рацион молодняка подопытных групп состоял из 2,5 кг сена суданки, 10,0 кг кукурузного силоса, 0,8 кг кормовой патоки + комбикорм 3,0 кг (контрольная и I опытная гр.) и 3,2 кг — II опытная гр. В нём содержалось 8,1 кг сухого вещества, 7,3—7,5 корм. ед., 81,9—82,7 МДж обменной энергии, 714,0—731,7 г переваримого протеина.

Скармливание бычкам опытных групп в составе рациона фуза оказало непосредственное влияние на целый ряд оцениваемых показателей.

В эксперименте определяли переваримость фуза путём экспозиции в рубце в течение трёх часов.

Химический состав кормов определяли в условиях испытательного центра ВНИИМСа (аттестат акредитации И.Л. № РОСС RU 0001 21 ПФ 59 действителен до 19.05.2016 г.).

Полученные данные были обработаны методами биометрического анализа с помощью программ Microsoft Excel и Microsoft Word. Различия между показателями считали достоверными при Р<0,05, Р<0,01.

Результаты исследования. Анализ полученных данных позволил установить, что скармливание в составе рациона подсолнечного фуза как источника обменной энергии и жира повлияло на степень интенсивности микробиологических процессов (табл. 1).

Органолептическая оценка использованного в исследованиях подсолнечного фуза-отстоя позволила установить, что данный отход производства представляет собой коричневато-серую мажущую массу тестообразной консистенции. По химическому составу отстойный фуз в среднем на 83,2%

состоял из веществ, экстрагируемых эфиром. Доля фосфолипидов в данном продукте достигала 14,3%, сырого протеина — 7,6%.

Кавитационную обработку фуза осуществляли на ультразвуковом кавитаторе воздействием 28 кГц при t = 28°С. Установка 220 В, мощность 5 Вт, порог кавитации 19 кГц, гидромодуль 1:2.

Использование в кормлении молодняка скота модифицированного кавитацией фуза сопровождалось увеличением уровня общего азота в рубцовой жидкости на 6,0—10,9% (табл. 1).

Характерными были изменения и в обмене микробного и алиментарного азота в рубце. У животных II опытной гр. заметно увеличилась концентрация белкового азота — на 12,0 и 7,1% при большем содержании остаточного азота — на 4,7 и 0,6% соответственно по сравнению с контрольной и I опытной гр.

Следует отметить снижение концентрации водородных ионов в жидкости рубца опытных групп бычков на 0,14—0,23% по сравнению с показателями контрольной гр. Данное снижение рН, вероятно, связано с увеличением концентрации ЛЖК в жидкости рубца бычков I и II опытных гр. на 9,7 и 26,6% соответственно. Усиленное образование ЛЖК в рубце скота I опытной гр. было сопряжено с преобладанием синтеза уксусной кислоты на 16,2%, во II опытной гр. — на 32,6%.

Разница по концентрации аммиака между животными контрольной и опытных гр. составляла 4,6—6,0% в пользу первых.

После кавитационной обработки фуз изменяет цвет до белого и приобретает майонезообразную консистенцию, отмечается значительное изменение плотности, что намного увеличивает возможность смешивания данного продукта с сухими компонентами различных кормовых средств и даёт достаточную однородность.

При хранении жиров возможно их прогоркание: под действием кислорода воздуха, света, микроорганизмов образуются свободные жирные кислоты и продукты их превращения, в том числе альдегиды и кетоны, с неприятным запахом и вкусом, вредные для организма. Нами были проведены исследова-

1. Характеристика показателей жидкости рубца через 3 часа после кормления, ммоль/л

Показатель Группа

контрольная I опытная II опытная

Общий азот 218,9±19,2 229,0±14,5 242,8±16,8

Белковый азот 186,9±12,3 195,4±10,87 209,3±11,6

Остаточный азот 32,0±2,7 33,3±2,1 33,5±1,3

рН 6,82±0,1 6,68±0,07 6,59±0,08

ЛЖК 8,82±0,06 9,68±1,89* 11,17±0,08**

уксусная 4,69±0,03 5,45±0,05* 6,22±0,04**

пропионовая 1,37±0,01 1,66±0,82* 1,86±0,01**

масляная 1,76±0,05 1,97±0,04 2,09±0,01**

Аммиак 15,8±1,01 15,1±1,11 14,9±1,80

Примечание: * - Р<0,05; ** - Р<0,01

2. Влияние кавитационной обработки на качество фуза-отстоя при хранении

Продолжительно сть хранения, сут. Кислотное число, мг КОН/г Перекисное число, моль активного кислорода/кг

нативный фуз-отстой обработанный фуз-отстой нативный фуз-отстой обработанный фуз-отстой

0 1,3±0,06 0,72±0,11** 6,6±0,14 6,2±0,09

30 1,3±0,14 0,74±0,08* 6,9±0,15 6,2±0,19*

60 1,7±0,06 0,9±0,09*** 7,1±0,32 6,3±0,22

120 3,0±0,09 1,9±0,14** 9,2±0,21 7,2±0,21***

180 5,8±0,16 3,0±0,11*** 10,5±0,26 8,1±0,19**

Примечание: * - Р<0005; ** - Р<0,01; *** - Р<0,001

ния прогоркания фуза-отстоя при хранении при 1 = 5°С (табл. 2).

Сравнительный химический анализ показал, что обработка кавитацией позволила увеличить сроки хранения фуза-отстоя. В частности, если кислотное число нативного фуза-отстоя по мере хранения продукта увеличивалось с 1,3 в первый месяц до 1,7 после двух месяцев и 5,8 после полугода, то данный показатель обработанного фуза оказался примерно в два раза ниже, составляя 0,74-0,9 после 1-2 месяцев хранения, 1,9-3,0 после 4-6 месяцев хранения.

Так как кислотное число (КЧ) является показателем наличия свободных жирных кислот, содержащихся в жирах и образующихся при их порче, его увеличение - признак порчи жира. Аналогичная динамика была характерна и для перекисного числа. Перекисным числом (ПЧ) называют количество граммов йода, выделенного из йодистого калия перекисями в кислой среде, содержащимися в 100 г жира. Если перекисное число от 8 до 12, жир плохого качества. Таким образом, ухудшение качества нативного фуза при хранении наступает с 4 месяцев, а кавитационно обработанного - только после полугода.

Вывод. В результате проведённых исследований установлено, что скармливание в составе рациона

кавитационно обработанного подсолнечного фуза по сравнению с дачей фуза в нативном виде способствовало увеличению концентрации аммиака в рубце бычков, что в свою очередь обусловило повышение степени усвояемости азотистой части поступивших кормовых средств за счёт оптимизации и улучшения жизнедеятельности рубцовой микрофлоры. Также установлено, что во время хранения показатели кислотного и перекисного числа увеличиваются, что приводит к порче жира, обработка кавитацией позволяет увеличить срок хранения фуза-отстоя за счёт снижения этих чисел. Кроме того, учитывая незначительные энергозатраты кавитационной обработки, целесообразно широкое её применение в практике сельскохозяйственного производства.

Литература

1. Давыдова С.Ю. Особенности азотистого обмена в рубце жвачных животных // Актуальные вопросы развития науки: сб. статей Междунар. науч.-практич. конф. Уфа: РИЦ БашГАУ, 2014. 296 с.

2. Мирошников С.А., Муслюмова Д.М., Быков А.В. Влияние кавитации на биологическую доступность жирных кислот из отходов масложировой промышленности // Вестник Российской академии сельскохозяйственных наук. 2012. № 3. С. 53-55.

3. Быков А.В., Мирошников С.А., Межуева Л.В. К пониманию действия кавитационной обработки на свойства отходов производства // Вестник Оренбургского государственного университета. 2009. № 12 (106). С. 77-80.