СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ВЛИЯНИЯ ОБРАБОТКИ В ОТНОШЕНИИ ПИЩЕВОЙ ЦЕННОСТИ СЫРЬЕВЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ КОРМОВЫХ ПРОДУКТОВ
METHOD OF DETERMINING TREATMENT EFFECT IN RELATION TO NUTRITIVE VALUE OF RAW MATERIALS FOR FEED PRODUCTS

Настоящее изобретение относится к способу определения показателей влияния обработки на пищевую ценность сырьевых материалов для кормовых продуктов и/или кормовых продуктов, способу оптимизации кормовых продуктов с учетом определенных показателей влияния обработки и полученных и/или получаемых таким образом кормовых продуктов.
Вследствие многих причин кормовые продукты могут характеризоваться факторами негативного влияния на животных и соответствующие продукты животного происхождения, такие как мясо и молоко, а в худшем случае также на людей как их потребителей. Примерами этого являются неправильный выбор кормовых продуктов и выбор рациона и, следовательно, полученное в результате питание и поступление энергии, загрязнение кормовых продуктов, биологическая нагрузка и/или нагрузка токсинами (микотоксин) в испорченном корме и так называемые антипитательные факторы в кормовых продуктах на растительной основе.
Антипитательные факторы являются результатом вторичного метаболизма растений и присутствуют только в определенных видах растений. Они не выполняют никаких важных функций в первичном метаболизме. Скорее, их функция заключается в защите от хищников и вредителей, регуляции и функционировании в качестве окрашивающих веществ и ароматических веществ. Негативные эффекты антипитательных факторов в отношении животных при поглощении в пищу заключаются в снижении продуктивности животных, изменении усвояемости питательных веществ, нарушениях метаболизма и их токсичности.
Антипитательные факторы можно сгруппировать в группы веществ углеводов, белков, фенолов и производных фенолов, глюкозидов и гликозидов, хелаторов и глюкозинолатов, а также струмогенных факторов, причем отдельные соединения можно группировать в более чем один класс веществ.
Примерами антипитательных факторов из группы веществ углеводов являются:
- некрахмальные полисахариды, которые присутствуют как часть клеточных стенок, такие как пентозаны, которые присутствуют в люпине, ячмене, кукурузе и ржи, бета-глюканы, которые присутствуют в ячмене и ржи, и пектины, которые присутствуют в разновидностях подсолнуха. Из-за своей способности к набуханию эти углеводы приводят к накоплению воды у животных, в частности, у молодых птиц, увеличению вязкости химуса, снижению удельной калорийности в кормовом продукте, уменьшению усвояемости и снижению в отношении роста и производительности; а также
- неусвояемые олигосахариды, например, альфа-галактозиды, такие как рафиноза, стахиоза, вербакоза и аджугоза, которые присутствуют в разновидностях люпина, сои и рапсе и которые с помощью микробов быстро преобразуются в слепой кишке/толстой кишке, что приводит к вздутию кишечника и диарее.
Примерами антипитательных факторов из группы веществ белков являются:
- ингибиторы протеиназы, которые находятся в бобах, разновидностях гороха, люпина, сои, циамопсисе и рисе (используемых для (молодых) цыплят, поросят и плотоядных), которые подавляют активность трипсина и химотрипсина и таким образом снижают усвояемость белка; а также
- лектины (гемагглютинины), которые находятся в видах Phaesolus (бобы, разновидности гороха, сои и люпина (используемые для моногастрических животных), и которые связываются с рецепторами слизистой оболочки кишечника, что приводит к нарушениям резорбции и in vitro к агглютинации красных кровяных клеток.
В WO 2011/109624 А1 раскрыты разновидности сои, обладающие генетическим аллелем для продуцирования пониженного содержания ингибитора трипсина в семенах. В этом документе также раскрыто, что растения-потомки сои разновидностей сои со сверхнизким содержанием ингибитора трипсина, где потомство включает комбинацию по меньшей мере двух типов растений сои с признаками, указанными в WO 2011/109624 А1, так что указанное растение-потомок сои существенно не отличается в отношении указанных признаков от растений сои из WO 2011/109624 A1, как определено при уровне значимости 5% при выращивании в одинаковых условиях окружающей среды.
Примерами антипитательных факторов из группы веществ фенолов и производных фенолов являются:
- таннины (производные фенолов), что находятся в разновидностях бобов и гороха (используемых для домашней птицы, свиней и лошадей), которые обеспечивают снижение потребления корма, ингибируют протеолитические ферменты и обеспечивают уменьшение усвояемости белка, что приводит к закупоркам желудка;
- алкилрезорцинолы, которые находятся в ячмене, часто в тритикале и очень часто в пшенице (используемых для моногастрических животных), что приводит к снижению потребления корма и роста; а также
- госсипол, обнаруживаемый в семенах хлопка (используемого для всех типов животных), который имеет гемолитический эффект, потому что он связывается с железом и приводит к обесцвечиванию желтка, нарушениям метаболизма белка и сперматогенеза, а также повреждениям печени и почек.
Примерами антипитательных факторов из группы веществ глюкозидов и гликозидов являются:
- пиримидинглюкозиды (вицин, конвицин и т. д.), которые находятся в разновидностях бобов и вики посевной (используемых для кур-несушек и свиноматок), которые приводят к нарушениям метаболизма жиров, снижению параметров откладки и выводимости, а также к нарушениям фертильности и лактации;
- альфа-галактозиды, которые находятся в разновидностях люпина, бобов и гороха;
- цианогенные глюкозиды, обнаруживаемые у видов Phaesolus (разновидности вики посевной, семя льна, тапиока и разновидности люпина) (используемых для лошадей и всех видов домашнего скота), которые приводят к симптомам интоксикации вследствие выделения синильной кислоты (респираторный яд); а также
- сапонины, обнаруживаемые в разновидностях бобов, гороха и люпина (используемых для: (молодой) курицы), которые придают горький вкус, что приводит к снижению потребления корма, и обладают гемолитическим эффектом и являются также антагонистом витамина D.
Примерами антипитательных факторов из группы веществ алкалоидов являются:
- алкалоиды спартеин, люпинин, гидроксилупанин, ангустифолин, соланин, которые находятся в разновидностях люпина и, в частности, в разновидностях томатов и картофеля (используемых для моногастрических животных, свиней и крупного рогатого скота), алкалоиды спорыньи, в частности, у ржи, которые придают горький вкус, что приводит к снижению потребления корма, но наиболее следует отметить, алкалоиды являются токсичными, алкалоиды спорыньи могут приводить к абортам, параличам и спазмам, в области крупного рогатого скота алкалоиды, следовательно, приводят к снижению выработки молока; и
т
м
а
- синапин, обнаруживаемый в рапсе (используемом для несушек, в частности, несушек, откладывающих яйца с коричневой скорлупой), который кишечные бактерии превращают в риетилмин (ТМА), который обогащается в печени, если активность ТМА-оксидазы в печени недостаточно высокая, и придает рыбный запах яйцам.
Примерами антипитательных факторов из группы веществ хелаторов являются:
2+
2+
2+
- фитиновая кислота, которая находится, например, в кукурузе, кукурузных зернах и отходах экстрактов (используемых для моногастрических животных, свиней и домашней птицы), которая снижает доступность двухзарядных ионов, таких как Ca, Zn и Fe, в организме путем хелатирования этих ионов; а также
- госсипол, обнаруживаемый в семенах хлопка (используемого для всех типов животных), который обладает гемолитическим эффектом, поскольку он связывается с железом и приводит к обесцвечиванию желтка, нарушениям метаболизма белка и сперматогенеза, а также повреждениям печени и почек.
Примерами антипитательных факторов из групп веществ глюкозинолатов являются:
- глюкобрассицин, глюконапин, глюкобрассиконапин и прогоитрин, все они находятся в рапсе (используемом для разведения животных, в частности, свиней, домашней птицы и телят, молочных коров), ферментативно расщепляются с выделением токсичных соединений изотиоцианата, тиоцианата и нитрила; другие глюкозинолаты и продукты их расщепления приводят к снижению потребления корма, они препятствуют эффективности фертильности и выработке гормонов щитовидной железы, способствуют образованию зоба и вызывают переход струмогенных факторов в молоко.
Также струмогенные факторы (находящиеся в разновидностях сои, семени льна и капусте) приводят к увеличению щитовидной железы (= зоб).
Приведенный выше неограничивающий список антипитательных факторов и их отрицательных эффектов в отношении животных показывает, что антипитательные факторы играют огромное значение в практике кормления. Таким образом, чтобы избежать негативных эффектов антипитательных факторов в отношении животных, следует исключить антипитательные факторы из сырьевых материалов, применяемых для получения кормовых продуктов. В случае, когда невозможно полностью удалить антипитательные факторы из сырьевых материалов для кормовых продуктов, поступление антипитательных факторов животным необходимо ограничить с целью избегания вредных эффектов в отношении животных.
Для удаления антипитательных факторов из сырьевых материалов для кормовых продуктов или снижения их наличия в сырьевых материалах для кормовых продуктов,сырьевые материалы, применяемые при получении комовых продуктов, подвергаются обработке, при которой их подвергают термической обработке, такой как запаривание или прожаривание, что приводит к удалению, среди прочих, ингибиторов протеиназы и лектинов, или обработка щелочью, которая, например, приводит к удалению синапина. Поэтому многие сырьевые материалы для кормовых продуктов подвергаются термической обработке. Кроме того, кормовые продукты также подвергают термической обработке с целью удаления влаги. Например, в статье “Feed extrusion process description” Galen J. Rokey и др. (Revista Brasileira de Zootecnia, vol. 39, pp. 510-518, 2010) описано, что экструзионное запаривание для производства многих продуктов имеет давнюю историю в течение последних трех десятилетий и обеспечивает очень полезный и экономичный инструмент для обработки рационов животных. Данная обработка позволяет лучшее использование имеющихся зерен злаков и растительных и животных белков с целью обеспечить экономически эффективные и насыщенные питательными веществами рационы с улучшенными и уникальными характеристиками питания. Кроме того, в статьях дополнительно раскрыто, что приятные на вкус, функциональные и специально приготовленные кормовые продукты можно рентабельно производить с применением составов сырьевого материала, конфигурации системы и условий обработки.
Однако такая термическая обработка может привести к повреждению аминокислот, присутствующих в сырьевых материалах для кормовых продуктов. Например, соединения с аминогруппой, такие как аминокислоты и белки, подвергаются реакции Майяра в присутствии восстанавливающих соединений, в частности, восстанавливающих сахаров. Это, в частности, относится к лизину с ε-аминогруппой, который может реагировать с множеством ингредиентов в сырьевых материалах для кормовых продуктов. Соединения, образующиеся в результате этих реакций, могут частично всасываться в кишечнике животного, но они не имеют никакой пищевой ценности. Например, свободная ε-аминогруппа молекул лизина или лизинсодержащих белков может реагировать с карбонильной группой восстанавливающих сахаров, в частности, гексоз, таких как глюкоза, в реакции обратимой конденсации, которая первоначально дает основание Шиффа, которое впоследствии реагирует в реакции необратимой перегруппировки Амадори с образованием ε-N-дезоксикетозиллизина, который иногда называют продуктом Амадори или ранним продуктом Майяра. ε-N-Дезоксикетозиллизин может далее реагировать с образованием коричневых пигментов или меланоидинов, которые представляют собой азотсодержащие органические соединения от желтого до коричневого или почти черного цвета. Основания Шиффа, по меньшей мере образованные из алифатических альдегидов и восстанавливающих сахаров, могут почти полностью абсорбироваться в кишечнике млекопитающих. Для сравнения, метаболизм продукта Амадори ε-N-дезоксикетозила несущественен. Условия, применяемые при обработке сырьевых материалов для кормовых продуктов, в частности, высокие температуры при запаривании или прожаривании, экстремальные значения рН и высокие концентрации реагентов, способствуют реакции Майяра. Однако часть прореагировавших производных лизина являются неустойчивыми кислотами и могут превращаться обратно в лизин во время стадии кислотного гидролиза стандартного влажного химического аминокислотного анализа. Это, однако, не происходит в пищеварительном тракте. Следовательно, концентрации аминокислот в кормовых продуктах, определенные с помощью стандартного аминокислотного анализа, будут вводить в заблуждение и приводить к переоценке реального содержания аминокислот и их доступности в кормовых продуктах, поврежденных термической обработкой.
Реакция Майяра считается основной причиной разрушения аминокислот и белков, содержащих аминокислоты, в сырьевых материалах для кормовых продуктов, в частности, лизина или лизинсодержащих белков. Однако кроме реакции Майяра существуют и другие реакции, которые приводят к разрушению аминокислот и белков, содержащих аминокислоты. Например, сильное нагревание белков в отсутствие жиров или (восстанавливающих) сахаров приводит к реакции молекул лизина с боковыми аминокислотными цепями аминокислот, таких как аспарагин и глутамин, с образованием внутренних пептидных связей, так называемых изопептидов. Помимо реакций, дающих изопептиды, также происходят другие реакции, такие как образование лизиноаланина, реакция молекул лизина с окисленными полифенолами, ацилирование аминокислот и рацемизация аминокислот. В дополнение к модификации молекул лизина, обработка сырьевых материалов для кормовых продуктов также приводит к денатурации белков и образованию обширных сшивок белков, внутри- и межмолекулярных, а также с другими аминокислотами, отличными от лизина. Вышеупомянутые реакции, в том числе реакция Майяра, могут привести к общей потере аминокислот и снижению усвояемости аминокислот и белков в сырьевых материалах для кормовых продуктов, таким образом, к снижению потребления аминокислот, в частности, лизина, и белков.
Дальнейшая переработка кормовых продуктов также может привести к снижению доступности или растворимости белков. Например, в US 5733238 раскрыт смешанный источник органического и неорганического азота с переменными значениями растворимости в форме небелкового азота, пептидов, аминокислот и интактного белка, полученного в предпочтительном варианте кормовой добавки согласно US 5783218 из ферментируемых остатков глутаминовой кислоты и/или ферментируемых остатков кукурузы, в которые могут быть добавлены носитель, дополнительные аминокислоты и ферменты и которые превосходят композиции предшествующего уровня техники. В данном документе дополнительно раскрыто, что обычный химический анализ рационов на основе кормовых добавок отражает значение растворимости, которое было бы получено в отношении необработанных материалов, поскольку обычный химический анализ кормовых ингредиентов не способен различать изменения в скоростях растворимости. С точки зрения химии, модификация растворимости азота, которая имеет место в кормовой добавке согласно US 5783238 в результате обработки, может быть измерена путем измерения свободного хлора. Этот анализ показал, что только 33% небелковых азотных компонентов в смеси согласно US 5733238 являлись легко растворимыми.
В WO 97/02489 А1 и NZ 312221 A раскрыт способ определения коэффициента усвояемости реакционноспособного лизина для пищевого продукта. Этот способ предусматривает стадии: а) введения маркера в анализируемый пищевой продукт, b) кормления пищевым продуктом субъекта, отличного от человека, в течение предварительно определенного периода времени, c) получения образца переваренного пищевого продукта от субъекта, d) определения содержания усвояемого реакционноспособного лизина пищевого продукта с помощью: i) введения дериватизирующего лизин средства в пищевой продукт и ii) определения содержания усвояемого реакционноспособного лизина пищевого продукта путем измерения эквивалентного содержания дериватизированного лизина в пищевом продукте, e) определения содержания усвояемого реакционноспособного лизина в переваренном пищевом продукте с помощью i) введения дериватизирующего лизин средства для эпсилон-аминогруппы лизина в переваренный пищевой продукт и ii) определения содержания усвояемого реакционноспособного лизина в переваренном пищевом продукте путем измерения эквивалентного содержания дериватизированного лизина в пищевом продукте и переваренном пищевом продукте, f) измерения концентрации маркера в пищевом продукте и переваренном пищевом продукте, g) выражения содержания реакционноспособного лизина как пищевого продукта, так и переваренного пищевого продукта, на грамм маркера, и h) расчета коэффициента усвояемости реакционноспособного лизина.
Термическое воздействие также оказывает существенное влияние в отношении содержания аминокислот других кормовых продуктов, которые получены в результате обработки с помощью высокотемпературного воздействия, таких как так называемые DDGS (очищенное зерно с растворимыми веществами). Как правило, DDGS получают в установках для получения биоэтанола на основе крахмалосодержащих зерновых культур, таких как кукуруза, пшеница, ячмень и сорго, после отгонки этанола и высушивания оставшейся барды, представляющей собой побочный продукт. Белки, волокна и масла, содержащиеся в барде, являются питательными веществами, которые определяют его применение в качестве кормового продукта. Тем не менее, только высушенный побочный продукт является пригодным для хранения и может также скармливаться другим видам, помимо жвачных животных. Как правило, высушенный побочный продукт гранулируют после сушки, и полученный таким образом кормовой продукт обычно называют DDGS. Приблизительно треть зерновых культур, используемых для производства биоэтанола, обеспечивает в результате DDGS. Каждый бушель зерновых культур, используемых в производстве биоэтанола (один бушель зерновых в США равен 35,2391 литра), дает приблизительно 2,7 галлона этанола (1 галлон равен 4,54609 литра), 18 фунтов DDGS (1 фунт равен 453,59237 г) и 18 фунтов диоксида углерода. DDGS характеризуется высоким содержанием остатков зерновых культур и остатков дрожжевых белков, минералов и витаминов и, следовательно, высокой остаточной энергетической ценностью. Благодаря высокому содержанию белка, составляющему приблизительно 30%, и своей дополнительной энергетической ценности DDGS является источником белков и энергии, которые легко усваиваются мясным крупным рогатым скотом и молочными коровами. Кроме того, DDGS можно использовать для кормления домашней птицы и свиней. Использование DDGS для кормления жвачных животных особенно распространено и хорошо документировано в США. В Северной Америке приблизительно 80% объема DDGS используется для кормления крупного рогатого скота. Однако тепловое воздействие при перегонке этанола, образующегося во время ферментации и высушивания оставшегося побочного продукта приводит к сильному тепловому стрессу в отношении аминокислот в побочном продукте, что может привести к реакции Майяра аминокислот и белков, образованию изопептидов и лизиноаланинов, реакции аминокислот с окисленными полифенолами, ацилированию аминокислот, рацемизации аминокислот, денатурации белков и образованию большого количества сшивок белков.
Как правило, количества аминокислот в сырьевом материале для кормового продукта определяют либо с помощью стандартных способов аминокислотного анализа, либо оценивают с помощью спектроскопии ближнего инфракрасного диапазона. Стандартными способами для аминокислотного анализа являются влажные химические способы, в которых аминокислоты, присутствующие в сырьевых материалах для кормового продукта, либо сначала кипятят в соляной кислоте, чтобы высвободить аминокислоты из белков, с которыми они в основном связаны, с последующим хроматографическим разделением гидролизата, либо их сначала окисляют, затем подвергают гидролизу и, наконец, гидролизат подвергают хроматографическому разделению. Первая альтернатива применима ко всем аминокислотам, за исключением триптофана, который разрушается при гидролизе, и метионина и цистина, которые частично разлагаются при гидролизе. Однако серосодержащие аминокислоты метионин, цистин и цистеин могут быть количественно определены, если их окисляют при 0°C с помощью пермуравьиной кислоты до метионинсульфона и цистеиновой кислоты до проведения гидролиза и если данные производные анализируют после проведения гидролиза. Как цистин, так и цистеин определяются в виде цистеиновой кислоты в гидролизатах окисленного образца. Во время гидролиза аминокислот аспарагин и глутамин полностью превращаются в аспарагиновую и глутаминовую кислоты и могут быть определены как таковые. Поэтому глутамин и аспарагин всегда определяются вместе с встречающейся в природе глутаминовой кислотой и аспарагиновой кислотой. Соответственно, определенные значения для глутаминовой кислоты и аспарагиновой кислоты являются суммарными параметрами. Вторая альтернатива применима ко всем аминокислотам, за исключением тирозина, который, однако, разлагается на стадии окисления. Обе альтернативы позволяют точно определить содержание аминокислот. Однако большим недостатком является то, что обе альтернативы являются длительными и трудоемкими. Поэтому эти способы не подходят для быстрых анализов, в частности, не в качестве рутинных способов. Для сравнения, ближняя инфракрасная спектроскопия не подходит для точного или даже высокоточного определения содержания аминокислот в образце. Скорее, этот способ позволяет только оценивать или прогнозировать содержание аминокислот в образце, однако он очень легкий и очень быстрый.
Evonik производит аминокислоты для кормов и имеет более чем 50-летний опыт анализирования аминокислот. В 2012 году с помощью влажной химии в компании исследовали около 15000 образцов в год (см. статью “Evonik’s Amino NIR – NIR for the feed industry” Richard Mills (http://nirperformance.com/2012/10/24/evoniks-amino-nir/). Хотя эталонные способы влажной химии остаются золотым стандартом для анализирования аминокислот, но быстрые тесты посредством NIR становятся все более важными в предоставлении клиентам своевременных результатов с целью помочь в создании наилучших возможных рационов. Инструменты NIR подключены к сети с лабораторией Evonik в центре. Эта сеть постоянно растет и в настоящее время включает около 870 инструментов NIR, расположенных на комбикормовых заводах и в аналитических лабораториях по всему миру.
В WO 01/15548 А1 и ЕР 1145645 А1 раскрыт способ анализирования, выбора и улучшения сырьевых материалов для применения в продуктах, представляющих собой корма для животных, таким образом, чтобы исключить систематическое нарушение состава, гарантируя при этом требуемый уровень питательных веществ в дополненном продукте. Подробнее, в этих документах раскрыт способ, предусматривающий стадии анализирования питательной композиции партий сырьевого материала для применения в продукте, представляющем собой корм для животных, включающие измерение количества последних аминокислот в сырьевом продукте с помощью ближней инфракрасной спектроскопии при сравнении питательной композиции с предварительно определенной питательной композицией, вычисление количества дополнительных питательных веществ, необходимых для приведения композиции партии в заранее определенную питательную композицию, определение порогового значения, для которого существуют кластеры сырьевого материала, которые являются как экономически, так и питательно благоприятными, скрининг партий с целью отклонить те, для которых необходимое количество дополнительных питательных веществ превышает пороговое значение, и одобрить те, для которых необходимое количество дополнительных питательных веществ меньше порогового значения, и дополнение только одобренных партий сырьевых материалов с помощью рассчитанного количества дополнительных питательных веществ.
Известно множество параметров для характеристики показателей влияния обработки в отношении сырьевых материалов для кормового продукта, но эксперименты показали, что ни один из известных в литературе параметров не подходит для адекватной характеристики относящихся к пище показателей влияния обработки в отношении сырьевых материалов для пищевого продукта. Среди прочего, это связано с тем, что отдельные параметры приводят к различным утверждениям. Например, определение активности уреазы является наиболее распространенным тестом для оценки качества обработки сои. Тем не менее, этот тест позволяет выявить только недостаточную обработку сырьевого материала для кормового продукта, но он не подходит для выявления чрезмерной обработки сырьевых материалов для кормового продукта. Для сравнения, растворимость белков образца в щелочи в принципе позволяет отличить чрезмерно обработанные продукты от достаточно обработанных продуктов. Однако это различие требует сделать предположения о степени теплового повреждения при конкретных значениях растворимости белков в щелочи. Следовательно, предположения уже оказывают большое влияние на категоризацию сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. Кроме того, отдельно этот способ также приводит к противоречивым утверждениям относительно качества сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
Поэтому неудивительно, что ни отдельные известные параметры, ни конкретная комбинация параметров еще не были приняты в промышленности кормовых продуктов как достаточные или даже обязательные для характеристики признаков, относящихся к пище.
Таким образом, возникла потребность в способе, который позволяет характеризовать параметры влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевых материалов для кормового продукта в глобальном масштабе и независимо от конкретной значимости и, в частности, сильных и слабых сторон отдельных способов.
Согласно настоящему изобретению эта проблема решается путем получения совокупности параметров, которые дополняют друг друга в отношении своей значимости и, следовательно, являются комбинируемыми. Эти параметры представляют собой, помимо прочего, активность ингибитора трипсина, активность уреазы, растворимость белка в щелочи, показатель диспергируемости белка и/или отношение количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина. Дополнительным параметром является по меньшей мере одна аминокислота, выбранная из группы, состоящей из метионина, цистеина, цистина, треонина, лейцина, аргинина, изолейцина, валина, гистидина, фенилаланина, тирозина, триптофана, глицина, серина, пролина, аланина, аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты. Эти параметры получают путем количественного анализа серии образцов сырьевого материала для кормового продукта в разные временные точки обработки конкретного сырьевого материала для кормового продукта. Для каждого из определенных параметров определяется так называемый индикатор условий обработки (PCI), который описывает все возможные условия обработки сырьевого материала для кормового продукта, то есть недостаточную, достаточную или чрезмерную обработку. Полученный таким образом индикатор условий обработки затем наносят на график с масштабом, чтобы облегчить классификацию сырьевого материала для кормового продукта как недостаточно обработанного, достаточно обработанного или чрезмерно обработанного.
Эта процедура не ограничивается каким-либо конкретным сырьевым материалом для кормового продукта и, таким образом, может также применяться для определения показателей влияния обработки в отношении кормовых продуктов, таких как очищенные зерна с растворимыми веществами (DDGS).
Таким образом, целью настоящего изобретения является способ определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, предусматривающий следующие стадии:
a) подвергание образца обработанного сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта
a1) количественному анализу по меньшей мере одного параметра, выбранного из группы, состоящей из активности ингибитора трипсина, активности уреазы, растворимости белка в щелочи и показателя диспергируемости белка;
a2) определению отношения количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина, которое предусматривает количественный анализ количества реакционноспособного лизина и общего количества лизина с последующим получением отношения количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина, и
a3) количественному анализу количества по меньшей мере одной аминокислоты, выбранной из группы, состоящей из метионина, цистеина, цистина, треонина, лейцина, аргинина, изолейцина, валина, гистидина, фенилаланина, тирозина, триптофана, глицина, серина, пролина, аланина, аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты;
b) построение графика параметров, полученных на стадиях а1) - а3), в зависимости от моментов времени обработки образца из стадии а);
c) определение области на графике из стадии b), где значение активности ингибитора трипсина, выраженное в мг трипсина на г образца, составляет более 4, увеличение значения pH при определении активности уреазы составляет более 0,35, значение растворимости белка в щелочи, выраженное как процентное содержание белка в образце, растворимого в щелочном растворе, составляет более 85%, и/или значение показателя диспергируемости белка, выраженное в виде процентного значения от исходного содержания азота в образце, составляет более 40%, и отнесение полученной таким образом области к недостаточно обработанному образцу;
d) определение области на графике из стадии b), где значение отношения количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина составляет менее 90%, значение показателя диспергируемости белка, выраженное в виде процентного значения от исходного содержания азота в образце, составляет менее 15%, и/или значение растворимости белка в щелочи, выраженное как процентное содержание белка в образце, растворимого в щелочном растворе, составляет менее 73%, и отнесение полученной таким образом области к чрезмерно обработанному образцу;
e) определение области на графике из стадии b), где значение активности ингибитора трипсина, выраженное в мг трипсина на г образца, составляет менее 4, значение растворимости белка в щелочи, выраженное как процентное содержание белка в образце, растворимого в щелочном растворе, составляет от 73 до 85%, значение показателя диспергируемости белка, выраженное в виде процентного значения от исходного содержания азота в образце, составляет от 15 до 40%, и значение соотношения количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина составляет по меньшей мере 90%, и отнесение полученной таким образом области к достаточно обработанному образцу;
и/или
вычитание областей, определенных на стадиях c) и d), из графика b) и отнесение полученной таким образом области к достаточно обработанному образцу;
f) получение шкалы обработки путем стандартизации областей, полученных на стадиях с) - e), до одинакового размера, сортировки их от чрезмерно обработанных до недостаточно обработанных или наоборот и соотнесения непрерывной шкалы и стандартизированных и отсортированных областей;
g) подстановка значений параметров, полученных на стадиях а1) - а3), в степенной ряд и вычисление среднего значения исходя из значений, полученных из каждого степенного ряда, причем указанное среднее значение обозначают как индикатор условий обработки (PCI),
и
h) нанесение индикатора условий обработки, полученного на стадии g), на шкалу обработки, полученную на стадии f), с определением того, является ли сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт чрезмерно обработанным, достаточно обработанным или недостаточно обработанным.
В контексте настоящего изобретения термин «количество реакционноспособного лизина» используется для обозначения количества лизина, которое фактически доступно для животного, в частности, для переваривания у животного. Для сравнения, термин «общее количество лизина» используется в контексте настоящего изобретения в отношении суммарного количества лизина, которое фактически доступно для животного, в частности, для переваривания у животного, и количества лизина, которое недоступно для животного, в частности, недоступно для переваривания у животного. Последнее количество лизина обычно обусловлено реакциями разложения лизина, такими как уже упоминавшаяся реакция Майяра.
В контексте настоящего изобретения обработка, которая приводит к повреждению сырьевых материалов для кормового продукта и/или кормовых продуктов и, в частности, к уменьшению количеств аминокислот, называется чрезмерной обработкой. Для сравнения, обработка, которая не обеспечивает полного или по меньшей мере приемлемого удаления антипитательных факторов из сырьевых материалов для кормового продукта и/или из кормового продукта, называется недостаточной обработкой. Наконец, обработка, которая приводит к полному или по меньшей мере приемлемому разрушению антипитательных факторов без разрушения аминокислот и/или белков, называется обработкой достаточным образом или достаточной обработкой.
а
б
а
б
Количественный анализ активности ингибитора трипсина основан на способности ингибиторов образовывать комплекс с ферментом трипсином и таким образом снижать его активность. Трипсин катализирует гидролиз синтетических субстратов, N-льфа-ензоил-D, L-аргинин-п-нитроанилида (DL-BAPNA, название по IUPAC, N-[5-(диаминометилиденамино)-1-(4-нитроанилино)-1-оксопентан-2-ил] бензиламид) и N-льфа-ензоил-L-аргинин-п-нитроанилида (L-BAPNA, название по IUPACN-[5-(диаминометилиденамино)-1-(4-нитроанилино)-1-оксопентан-2-ил]бензиламид). Посредством катализируемого гидролиза происходит высвобождение продукта желтого цвета, не содержащего п-нитроанилин, и, следовательно, это приводит к изменению показателя поглощения. Активность трипсина пропорциональна желтому окрашиванию. Концентрацию п-нитроанилина можно определять с помощью спектроскопии при длине волны 410 нм. Согласно способу ISO 14902 (2001) обычно используют L-BAPNA, а DL-BAPNA обычно используют согласно способу AACC 22.40-01 (модификация способа, первоначально изобретенного Hamerstrand в 1981 г.).
Согласно способу ISO 14902 образец сначала тонко измельчают с помощью сита 0,50 мм. Во время измельчения следует избегать выделения тепла. Измельченный образец смешивают с водным щелочным раствором, например, 1 г образца в 50 мл раствора гидроксида натрия (0,01 н.), и полученный таким образом раствор, суспензию, дисперсию или эмульсию затем хранят в течение периода времени до приблизительно 24 часов при температуре не выше 4°C. Полученная таким образом смесь имеет рН от 9 до 10, в частности, от 9,4 до 9,6. Полученный в результате раствор разбавляют водой и оставляют отстаиваться. Образец этого раствора, например, 1 мл, отбирают и разбавляют в соответствии с его предполагаемой или предварительно приближенной активностью ингибитора трипсина, в результате чего 1 мл разбавленного раствора будет вызывать 40-60% ингибирование ферментативной реакции. Рабочий раствор трипсина, например, 1 мл, добавляют к смеси L-BAPNA, воды и разбавленного раствора экстракта образца, например, 5 мл L-BAPNA, 2 мл (дистиллированной) воды и 1 мл соответственно разбавленного раствора экстракта образца. Затем образцы инкубируют ровно 10 минут при 37°С. Реакцию останавливают добавлением 1 мл уксусной кислоты (30%). Холостой образец готовят, как описано выше, но трипсин добавляют после уксусной кислоты. После центрифугирования при 2,5 g показатель поглощения измеряют при длине волны 410 нм.
В способе AACC 22-40.01 образец сначала тонко измельчают с помощью сита 0,15 мм. Во время измельчения следует избегать выделения тепла. Измельченный образец смешивают с водным щелочным раствором, например, 1 г образца в 50 мл раствора гидроксида натрия (0,01 н.) и медленно перемешивают в течение 3 часов при 20°С. Значение pH полученного таким образом раствора, суспензии, дисперсии или эмульсии должно составлять от 8 до 11, предпочтительно от 8,4 до 10. Полученный раствор, суспензию, дисперсию или эмульсию разбавляют водой, встряхивают и оставляют отстаиваться. Образец этого раствора, например, 1 мл, отбирают и разбавляют в соответствии с его предполагаемой или предварительно приближенной активностью ингибитора трипсина, в результате чего 1 мл разбавленного раствора будет вызывать 40-60% ингибирование ферментативной реакции. Рабочий раствор трипсина, например, 2 мл, добавляют к смеси D, L-BAPNA, воды и разбавленного раствора экстракта образца, например, 5 мл D, L-BAPNA, 1 мл (дистиллированной) воды и 1 мл соответственно разбавленного раствора экстракта образца. Затем образцы инкубируют ровно 10 минут при 37°С. Реакцию останавливают добавлением 1 мл уксусной кислоты (30%). Холостой образец готовят, как описано выше, но трипсин добавляют после уксусной кислоты. После центрифугирования при 2,5 g показатель поглощения измеряют при длине волны 410 нм.
Независимо от применяемого способа активность ингибитора трипсина рассчитывают в виде мг ингибитора трипсина на г трипсина по следующей формуле:
,
i  = процент ингибирования (%);
Ar =показатель поглощения раствора со стандартом;
Abr =показатель поглощения холостой пробы со стандартом;
As = показатель поглощения раствора с образцом;
Abs = показатель поглощения холостой пробы с образцом;
,
TIA = активность ингибитора трипсина (мг/г);
i = процент ингибирования (%);
m0 = масса исследуемого образца (г);
m1 = масса трипсина (г);
f1 = коэффициент разбавления экстракта образца; и
f2 = коэффициент пересчета на основе чистоты трипсина.
Одна единица трипсина определяется как количество фермента, которое будет увеличивать показатель поглощения при 410 нм на 0,01 единицы через 10 минут реакции на каждый 1 мл реакционного объема. Активность ингибитора трипсина определяется как число ингибированных единиц трипсина (TIU). TIU на мл рассчитывают по формуле,
,
где
холостой
A = показатель поглощения холостой пробы
образец
A = показатель поглощения образца
разб.обр.
V = объем разбавленного раствора образца в мл.
Полученное таким образом TUI наносят на график в зависимости от объемов разбавленного раствора образца, где экстраполированное значение объема ингибитора до 0 мл дает конечное TUI [мл]. Наконец, TUI на г образца рассчитывают по формуле,
,
где d = коэффициент разбавления (конечный объем, деленный на количество взятого).
Результаты этого аналитического способа не должны превышать 10% от среднего значения для повторных образцов.
Таким образом, количественный анализ активности ингибиторов трипсина предпочтительно предусматривает следующие стадии:
i) растворение образца кормового продукта и/или сырьевого материала для кормового продукта в щелочном растворе;
ii) разбавление аликвоты раствора, полученного на стадии i), с получением смеси, в которой концентрация ингибитора трипсина является достаточной для приблизительно 40-60% ингибирования трипсина;
iii) добавление определенного объема раствора трипсина к смеси, полученной на стадии ii);
i) добавление BAPNA к смеси, полученной на стадии iii), для начала реакции гидролиза BAPNA с трипсином;
ii) прекращение реакции гидролиза;
iii) измерение показателя поглощения смеси, полученного на стадии v), при длине волны 410 нм и расчет количества ингибированных единиц трипсина (TUI) по формуле,
,
где
холостой
A = показатель поглощения холостой пробы
образец
A = показатель поглощения образца
разб.обр.
V = объем разбавленного раствора образца в мл;
и
построение графика зависимости TUI, полученного на стадии viii), от объемов разбавленного раствора образца, где экстраполированное значение объема ингибитора до 0 мл дает конечный TUI [мл]; и/или
iv) TUI на г образца по формуле,
,
где d = коэффициент разбавления (конечный объем, деленный на количество взятого).
2
4
2
4
2
4
2
4
Фермент уреаза катализирует разложение мочевины до аммиака и углекислого газа. Поскольку уреаза естественным образом встречается в разновидностях сои, количественный анализ этого фермента является наиболее распространенным тестом для оценки качества обработанных разновидностей сои. Предпочтительно количественный анализ уреазы осуществляют в соответствии со способом ISO 5506 (1988) или AOCS Ba 9-58. С помощью способа AOCS Ba 9-58 определяют остаточную активность уреазы как косвенного показателя для оценки того, были ли разрушены ингибиторы протеазы при обработке сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. Указанная остаточная активность уреазы измеряется как увеличение значения рН в тесте как следствие высвобождения щелочного соединения аммиака в среду. Рекомендуемый уровень для указанного увеличения значения pH составляет повышение в 0,01-0,35 единиц (NOPA, 1997). Типичный количественный анализ активности уреазы сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта осущствляют следующим образом. Сначала получают раствор мочевины в буфере, содержащем NaHPO и KHPO, например, 30 г мочевины добавляют к 1 л буферного раствора, состоящего из 4,45 г NaHPO и 3,4 г KHPO, и измеряют значение pH полученного таким образом. Затем образец сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, например, 0,2 г образца сои, добавляют к этому раствору. Пробирку или стакан с полученным таким образом раствором, суспензией, дисперсией или эмульсией помещают на водяную баню, например, при температуре 30 ± 5°С, предпочтительно 30°С, в течение периода от 20 до 40 минут, предпочтительно 30 минут. Наконец, измеряют значение pH этого раствора, суспензии, дисперсии или эмульсии при сравнении со значением pH исходного раствора мочевины, и разницу представляют как увеличение pH.
Таким образом, количественный анализ активности уреазы предпочтительно предусматривает следующие стадии:
2
4
2
4
i) получение раствора мочевины в буфере, содержащем NaHPO и KHPO;
ii) измерение значения pH раствора из стадии i);
iii) добавление образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта к раствору, содержащему мочевину;
iv) выдерживание полученного таким образом раствора, суспензии, дисперсии или эмульсии при постоянной температуре в течение определенного периода времени с последующим измерением значения рН раствора, суспензии, дисперсии или эмульсии и
v)  выражение разности между значениями pH, измеренными на стадиях ii) и iv), как увеличение pH.
Растворимость белков в щелочи, в дальнейшем также называемая растворимостью белков в щелочном растворе или щелочной растворимостью белков, представляет собой эффективный способ, позволяющим разделить чрезмерно обработанные продукты от достаточно обработанных продуктов, например, в соответствии с DIN EN ISO 14244.
Растворимость белков в щелочи или щелочная растворимость белков включает определение процентного содержания белка, который растворен в щелочном растворе. Перед растворением образца с известным весом сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта содержание азота в образце с определенным весом определяют с применением стандартного способа определения азота, такого как метод Кьельдаля или Дюма. Определенное таким образом содержание азота называется общим содержанием азота. После этого образец с тем же весом и из того же источника суспендируют в щелочном растворе определенной концентрации, предпочтительно в щелочном растворе гидроксида, в частности, в растворе гидроксида калия. Аликвоту полученной таким образом суспензии отбирают и центрифугируют. Снова отбирают аликвоту полученной таким образом суспензии. Содержание азота в этой жидкой фракции определяют с применением стандартного способа определения азота, такого как способ Кьельдаля или Дюма. Определенное таким образом содержание азота сравнивают с общим содержанием азота и выражают в виде процентного значения от исходного содержания азота образца.
Количественный анализ щелочной растворимости белков предпочтительно предусматривает следующие стадии:
i) определение содержания азота образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, предпочтительно с помощью способа, такого как способ Кьельдаля или Дюма;
a) помещение аликвоты образца из стадии i) в щелочной раствор, предпочтительно в раствор гидроксида натрия или гидроксида калия, с последующим перемешиванием;
a) центрифугирование суспензии, раствора, дисперсии или эмульсии, полученной на стадии ii);
iv) определение содержания азота в аликвоте раствора или супернатанта суспензии, раствора, дисперсии или эмульсии, полученной на стадии iii), предпочтительно с помощью способа, такого как способ Кьельдаля или Дюма; и
v) расчет щелочной растворимости белков в виде отношения содержания азота, определенного на стадии iv), к содержанию азота, определенному на стадии i).
Предпочтительно щелочной раствор, используемый на стадии ii), характеризуется значением рН от 11 до 14, в частности, от 12 до 13, например, 12,5. Количество щелочи, такой как гидроксид натрия или гидроксид калия, используемой для получения раствора щелочи, зависит от объема раствора, который нужно получить.
Типичный щелочной раствор для определения щелочной растворимости белков характеризуется значением рН, например, 12,5, и представляет собой раствор гидроксида калия с концентрацией 0,036 моль/л или 0,2% по весу. На стадии ii) 1,5 г образца сои, например, помещают в 75 мл раствора гидроксида калия с последующим перемешиванием при 8500 об./мин. (оборотов в минуту) в течение 20 минут при 20°С. Затем отбирают аликвоту, например, приблизительно 50 мл полученной таким образом суспензии, раствора, дисперсии или эмульсии и сразу же центрифугируют при 2500 g в течение 15 мин. После этого отбирают аликвоту, например, 10 мл, супернатанта суспензии, раствора, дисперсии или эмульсии, полученной таким образом, и определяют содержание азота в указанной аликвоте с помощью стандартных способов определения азота, таких как способ Кьельдаля или Дюма. Наконец, результаты выражают в виде процентного значения от содержания азота образца.
С помощью определения показателя диспергируемости белка (PDI) измеряют растворимость белков в воде после смешивания образца с водой. Этот способ также включает в себя определение содержания азота в образце с известным весом, что обычно выполняется в соответствии с той же процедурой, что и при влажном химическом анализе белков. Определенное таким образом содержание азота также называют общим содержанием азота. Кроме того, данный способ также предусматривает получение суспензии образца того же веса, что и при определении содержания азота, который суспендируют в воде, что обычно выполняют с применением высокоскоростного смесителя. Полученную таким образом суспензию фильтруют, и фильтрат подвергают центрифугированию. Содержание азота в полученном таким образом супернатанте определяют с применением стандартного способа определения, такого как способ Кьельдаля или Дюма, описанный выше. Определенное таким образом содержание азота также называют содержанием азота в растворе. Показатель диспергируемости белка в конечном итоге рассчитывают как отношение содержания азота в растворе к общему содержанию азота и выражают в виде процентного значения от исходного содержания азота образца.
Количественный анализ показателя диспергируемости белка предпочтительно предусматривает следующие стадии:
a) определение содержания азота образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, предпочтительно с помощью способа, такого как способ Кьельдаля или Дюма;
ii) помещение аликвоты образца из стадии i) в воду;
iii) определение содержания азота в дисперсии, полученной на стадии ii), предпочтительно с помощью способа, такого как способ Кьельдаля или Дюма; и
i) расчет показателя диспергируемости белка как отношение содержания азота, определенного на стадии iii), к содержанию азота, определенному на стадии i).
Поскольку значения показателя диспергируемости белка увеличиваются с уменьшением размера частиц, результаты, полученные при определении показателя диспергируемости белка, зависят от размера частиц образца. Поэтому предпочтительно измельчать образец, подлежащий определению показателя диспергируемости белка, в частности, с помощью сита с размером ячейки 1 мм.
Описанная выше процедура соответствует Официальному способу Ba 10-65 Американского общества нефтехимиков (A.O.C.S.), в соответствии с которым предпочтительно проводить определение показателя диспергируемости белка. Содержание азота, например, образца сои определяют с помощью стандартных способов определения азота, таких как способ Кьельдаля или Дюма. Аликвоту, например, 20 г, образца сои помещают в смеситель и добавляют (деионизированную) воду, например, 300 мл, при 25°С с последующим перемешиванием, например, при 8500 об./мин. в течение 10 минут. Полученную таким образом суспензию, раствор, дисперсию или эмульсию фильтруют и полученный таким образом раствор, дисперсию или эмульсию центрифугируют, например, при 1000 g в течение 10 минут. Наконец, содержание азота в супернатанте определяют с помощью стандартных способов определения азота, таких как способ Кьельдаля или Дюма.
Многие кормовые продукты подвергают обработке, что приводит к возможному повреждению аминокислот. Это может сделать некоторые аминокислоты недоступными для их применения в питании. Это особенно относится к лизину, который имеет ε-аминогруппу, которая может реагировать с карбонильной группой других соединений, например, восстанавливающих сахаров, присутствующих в рационе, с получением соединений, которые могут частично всасываться из кишечника, но которые не имеют никакой питательной ценности для животного. Реакция ε-аминогруппы свободного и/или связанного с белком лизина с восстанавливающими сахарами во время тепловой обработки известна как реакция Майяра. Эта реакция обеспечивает как ранние, так и поздние продукты Майяра. Ранние продукты Майяра - это структурно измененные производные лизина, которые называются соединениями Амадори, а поздние продукты Майяра - меланоидинами. Меланоидины не препятствуют нормальному анализу лизина и не влияют на рассчитанные значения усвояемости. Они приводят только к снижению концентраций всасывающегося лизина. Следовательно, меланоидины обычно не идентифицируются при стандартном анализе аминокислоты. Для сравнения, соединения Амадори препятствуют аминокислотному анализу и обеспечивают неточные концентрации лизина для анализируемого образца. Связывающийся в этих соединениях лизин называется «блокированным лизином» и является биологически недоступным, поскольку он устойчив к любому желудочно-кишечному ферментативному разложению.
ф
д
н
б
Содержание реакционноспособного лизина в образце можно определить с помощью реагента Сангера, то есть 1-тор-2,4-иитроензола (FNDB). Поэтому лизин, определенный с помощью такого способа, также называют FDNB-лизином. Реагент Сангера превращает лизин в динитрофенил (DNP)-лизин желтого цвета, который можно извлекать и измерять спектрофотометрически при длине волны 435 нм или с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии.
O
м
и
м
Альтернативно содержание реакционноспособного лизина в образце также можно определять с помощью реакции гуанидирования с применением мягкого реагента O-метилизомочевины. В этом способе O-метилизомочевина реагирует только с ε-аминогруппой лизина, но не взаимодействует с α-аминогруппой лизина. Следовательно, реакцию гуанидирования можно применять для определения свободного лизина и связанного с пептидами лизина. Поэтому предпочтение отдают реакции гуанидирования для определения реакционноспособного лизина. Реакция гуанидирования лизина обеспечивает образование гомоаргинина, который далее дериватизируется нингидрином, и полученное в результате изменение поглощения можно измерять при длине волны 570 нм. Затем дериватизированный образец гидролизуют, чтобы снова получить гомоаргинин. Определение реакционноспособного лизина также можно проводить с помощью реакции гуанидирования неповрежденного связанного с белком лизина в щелочной среде с получением гомоаргинина. В этом типе реакции гуанидирование обычно осуществляют под действием -етилзоочевины (OMIU).
Поскольку это более простой способ для применения, предпочтение отдается применению реакции гуанидирования для определения реакционноспособного лизина. Реакция гуанидирования включает инкубацию образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта в O-метилизомочевине. Предпочтительно отношение O-метилизомочевины к лизину составляет более 1000. Обработанный таким образом образец, полученный на стадии i), высушивают и анализируют в отношении гомоаргинина, предпочтительно с помощью высокоэффективной ионообменной жидкостной хроматографии. Затем указанный образец дериватизируют с помощью нингидрина и измеряют показатель поглощения дериватизированного образца при длине волны 570 нм. После этого указанный образец подвергают гидролизу с последующим удалением растворителя до сухого состояния образца. Определяют вес и молярное количество гомоаргинина в образце. Наконец, количество реакционноспособного лизина рассчитывают на основе молярного количества гомоаргинина.
Реакция гуанидирования для определения реакционноспособного лизина, таким образом, предпочтительно предусматривает следующие стадии:
a) инкубирование образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта в O-метилизомочевине;
a) анализирование образца, полученного на стадии i), в отношении гомоаргинина;
a) дериватизация образца, полученного на стадии ii), с помощью нингидрина;
i) измерение показателя поглощения образца, полученного на стадии iii), при длине волны 570 нм;
ii) подвергание образца из стадии iv) гидролизу;
iii) определение веса и молярного количества гомоаргинина в гидролизованном образце и
iv) определение количества реакционноспособного лизина на основе молярного количества гомоаргинина, полученного на стадии vi).
3
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
2
2
2
+
Однако не только лизин подвержен тепловым повреждениям при обработке сырьевых материалов для кормового продукта и/или кормового продукта, но и другие аминокислоты. Согласно способу по настоящему изобретению количественно анализируют аминокислоты метионин, цистеин, цистин, треонин, лейцин, аргинин, изолейцин, валин, гистидин, фенилаланин, тирозин, триптофан, глицин, серин, пролин, аланин, аспарагиновую кислоту и глутаминовую кислоту в образце сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. В определенной степени аминокислоты присутствуют не только в виде отдельных соединений, но также в виде олигопептидов, например, дипептидов, трипептидов или высших пептидов, образованных в равновесной реакции из двух, трех или даже более аминокислот. Аминогруппа аминокислоты в качестве нуклеофильной обычно слишком слабая, чтобы непосредственно реагировать с карбоксильной группой другой аминокислоты, или она присутствует в протонированной форме (-NH). Следовательно, равновесие этой реакции обычно находится слева при стандартных условиях. Несмотря на это, в зависимости от отдельных аминокислот и состояния раствора образца некоторые определяемые аминокислоты могут не присутствовать в виде отдельных соединений, но в определенной степени в виде олигопептидов, например, дипептидов, трипептидов или высших пептидов, образованных из двух, трех или даже более аминокислот. Следовательно, образец сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта должен быть подвергнут гидролизной обработке, предпочтительно кислотному или основному гидролизу, с применением, например, соляной кислоты или гидроксида бария. Чтобы облегчить разделение свободных аминокислот и/или идентификацию и определение аминокислот, свободные аминокислоты при необходимости дериватизируют с помощью хромогенного реагента. Подходящие хромогенные реагенты известны специалисту в данной области. Впоследствии свободные аминокислоты или дериватизированные свободные аминокислоты подвергают хроматографическому разделению, при котором разные аминокислоты отделяются друг от друга вследствие разного времени удержания благодаря различным функциональным группам отдельных аминокислот. Подходящие хроматографические колонки, например, колонки с обращенной фазой, и подходящий элюентный растворитель для хроматографического разделения аминокислот известны специалисту в данной области. Отделенные аминокислоты в конечном итоге определяют в элюатах из стадии осуществления хроматографии путем сравнения с калиброванным стандартом, полученным к анализу. Как правило, аминокислоты, которые элюируются из хроматографической колонки, выявляют с помощью подходящего детектора, например, детектора проводимости, масс-специфического детектора или флуоресцентного детектора или UV/VIS-детектора, в зависимости от того, когда аминокислоты были дериватизированы с помощью хромогенного реагента. В результате получают хроматограмму с площадями пиков и высотами пиков для отдельных аминокислот. Определение отдельных аминокислот выполняют путем сравнения площадей пиков и высот пиков с калиброванным стандартом или калибровочной кривой для каждой аминокислоты. Поскольку цистин (HOC(-HN)CH-CH-S-S-CH-CH(NH)-COH) и цистеин (HS-CH-CH(NH)-COH) определяются в виде цистеиновой кислоты (HOS-CH-CH(NH)-COH), количественный анализ не отображает каких-либо различий между двумя аминокислотами. Однако это, по-видимому, не влияет на точность количественного анализа, поскольку цистеин обычно очень чувствителен к окислению и поэтому обычно присутствует в виде цистина.
Количественный анализ по меньшей мере одной аминокислоты, отличной от реакционноспособного лизина, предпочтительно предусматривает следующие стадии:
i) помещение образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта в водный кислотный раствор;
ii) осуществление гидролиза аминокислот, содержащихся в указанном образце, с целью их высвобождения;
iii) необязательно дериватизация свободных аминокислот, полученных на стадии ii), с помощью хромогенного реагента, который усиливает разделение и спектральные свойства аминокислот;
iv) разделение свободных аминокислот, полученных на стадии ii) и/или iii), с помощью колоночной хроматографии и
v) определение количества разделенных аминокислот в элюатах, полученных на стадии iv).
Описанную выше процедуру обычно применяют для количественного анализа общего количества лизина, которое требуется для определения отношения количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина, и для количественного анализа по меньшей мере одной аминокислоты, выбранной из группы, состоящей из метионина, цистеина, цистина, треонина, лейцина, аргинина, изолейцина, валина, гистидина, фенилаланина, тирозина, триптофана, глицина, серина, пролина, аланина, аспарагиновой кислоты и глутаминовой кислоты.
Наиболее важным моментом в количественном анализе аминокислот является получение образцов, которое отличается в зависимости от типа ингредиентов и аминокислот, представляющих основной интерес. Большинство аминокислот можно гидролизовать с помощью гидролиза в соляной кислоте (6 моль/л) в течение периода времени, составляющего до 24 часов. В случае серосодержащих аминокислот метионина, цистеина и цистина гидролизу предшествует окисление с помощью надмуравьиной кислоты. Для количественного анализа триптофана гидролиз осуществляют с помощью гидроксида бария (1,5 моль/л) в течение 20 часов.
Перед количественным анализом аминокислот образец сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта предпочтительно тонко измельчают. Во время указанного измельчения сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта следует избегать какого-либо выделения тепла во избежание дальнейшего влияния тепла в отношении состава сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, в частности, в отношении параметра, который подвергают количественному анализу из стадии а) способа по настоящему изобретению.
Значения, полученные в отношении параметров количественного анализа, выполненного на стадиях а1) - а3) в соответствии с настоящим изобретением, нанесены на график на стадии b) способа в соответствии с настоящим изобретением в зависимости времени обработки образцов, которые подвергали количественному анализу.
Далее на стадии с) способа в соответствии с настоящим изобретением определяют область на графике из стадии b), где
- значение активности ингибитора трипсина, выраженное в мг трипсина на г образца, составляет более 4,
- увеличение значения рН составляет более 0,35,
- значение растворимости белка в щелочи, выраженное как процентное содержание белка в образце, который растворим в щелочном растворе, составляет более 85%, и/или
- значение показателя диспергируемости белка, выраженное в виде процентного значения от исходного содержания азота в образце, составляет более 40%,
и области на графике из стадии b), где дано хотя бы одно из этих положений, относят к недостаточно обработанному образцу.
Затем на стадии d) способа по настоящему изобретению определяют область на графике из стадии b), где
- значение отношения количества реакционноспособного лизина к общему количеству лизина составляет менее 90%,
- значение показателя диспергируемости белка, выраженное в виде процентного значения от исходного содержания азота в образце, составляет менее 15%, и/или
- значение растворимости белка в щелочи, выраженное как процентное содержание белка в образце, который растворим в щелочном растворе, составляет менее 73%,
и области на графике из стадии b), где дано хотя бы одно из этих положений, относят к чрезмерно обработанному образцу.
Наконец, на стадии e) способа по настоящему изобретению определяют область на графике из стадии b), где
- значение активности ингибитора трипсина, выраженное в мг трипсина на г образца, составляет менее 4,
- значение растворимости белка в щелочи, выраженное как процентное содержание белка в образце, который растворим в щелочном растворе, составляет от 73% до 85%,
- значение показателя диспергируемости белка, выраженное в виде процентного значения содержания азота в образце, составляет от 15 до 40%, и
- значение отношения реакционноспособного количества лизина к общему количеству лизина составляет по меньшей мере 90%,
и области на графике из стадии b), где дано хотя бы одно из этих положений, относят к достаточно обработанному образцу.
В дополнение или альтернативно, на стадии е) способа согласно настоящему изобретению области, полученные на стадиях с) и d), вычитают из графика из стадии b), и полученные таким образом области относят к достаточно обработанному образцу.
В редком случае, когда выполнение обеих альтернатив на стадии е) обеспечивает разные области, для этих областей определяют средний размер.
С целью облегчить классификацию сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, подвергаемых способу согласно настоящему изобретению, на чрезмерно обработанный, недостаточно или достаточно обработанный, дополнительно необходимо получить шкалу обработки, на которой окончательно нанесен индикатор условий обработки из на стадии f). Размер областей, определенных на стадиях с) -е) способа по настоящему изобретению, может отличаться по размеру, в частности, по отношению к их высоте (расширение областей в направлении у или вдоль ординаты) и/или их длине (расширение областей в направлении х или вдоль абсциссы). Следовательно, на стадии f) способа согласно настоящему изобретению области, определенные на стадиях с) -e), стандартизуют до равного размера, и стандартизированные области впоследствии сортируют от чрезмерно обработанных до недостаточно обработанных или наоборот. Кроме того, непрерывную шкалу относят к стандартизированным и отсортированным областям.
Согласно настоящему изобретению значения параметров, полученные на стадиях а1) - а3) способа согласно настоящему изобретению, вводят на стадии g) способа по настоящему изобретению в степенной ряд, и полученные таким образом значения применяют для определения среднего значения, которое представляет собой так называемый индикатор условий обработки (PCI).
Типичный степенной ряд соответствует формуле,
,
где
i = максимальное количество анализируемых параметров;
n = конкретный параметр;
n
x = значение конкретного параметра и
n
a = взвешивающий коэффициент для параметра.
В контексте настоящего изобретения взвешивающий коэффициент предпочтительно представляет собой целое число. Предпочтительно взвешивающий коэффициент представляет собой целое число от 1 до 10.
С учетом образования среднего значения исходя из значений из степенных рядов, так называемый индикатор условий обработки (PCI) получают с помощью формулы,
,
где
i = максимальное количество анализируемых параметров;
n = конкретный параметр;
n
x = значение конкретного параметра и
n
a = взвешивающий коэффициент для параметра.
Наконец, индикатор условий обработки, полученный на стадии g), затем окончательно наносят на стадии h) способа согласно настоящему изобретению на шкалу обработки, полученную на стадии f), для опреледения того, является ли сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт чрезмерно обработанным, достаточно обработанным или недостаточно обработанным.
Предпочтительно, чтобы серию образцов обработанного сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта в разные моменты времени обработки подвергали воздействию способа в соответствии с настоящим изобретением с целью обеспечить всестороннюю выборку образцов. Предпочтительно указанная серия образцов включает в себя по меньшей мере 100 образцов, в частности, 200, 300, 400, 500 или более образцов. В случае серии образцов тип сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта предпочтительно относится к одному типу. Кроме того, предпочтительнее подвергать более чем одну серию образцов, предпочтительно одного и того же типа, сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта способу согласно настоящему изобретению. Это имеет преимущество также в том, что серии образцов из разных регионов мира можно подвергать способу согласно настоящему изобретению. Это позволяет получить исчерпывающий набор данных, который также позволяет определить эффект показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта из разных регионов мира. Таким образом, в способе согласно настоящему изобретению также учитываются различные климатические условия в различных регионах мира, что совместно с обработкой также оказывают влияние в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
Для роста животных необходим пищевой источник аминокислот. Однако аминокислоты, присутствующие в корме, усвояемы не полностью. Скорее, усвояемость аминокислот варьируется в зависимости от сырьевых материалов для кормового продукта или кормового продукта и, кроме того, она также варьируется среди аминокислот. Например, содержание антипитательных факторов или волокон в матрице сырьевого материала для кормового продукта может обеспечивать уменьшение усвояемости аминокислот у некоторого вида животных. Аминокислоты усваиваются в тонкой кишке. Усвояемые аминокислоты всасываются через стенки тонкой кишки. Неусвоенные материалы проходят по толстой кишке и выводятся в фекалиях, по меньшей мере теоретически. Однако микрофлора толстой кишки может метаболизировать некоторые неусвоенные аминокислоты для своего собственного роста и развития. Как следствие, всасывание аминокислот у некоторого вида животных не может быть определено с помощью простого вычитания содержания аминокислот в фекалиях из содержания аминокислот в рационе, скармливаемом животному. Во избежание искажения результатов под воздействием микробов задней кишки, усвояемость аминокислот у моногастрических животных наиболее правильно измерять в конце тонкой кишки. Эта часть кишечника также называется подвздошной кишкой. Следовательно, в области питания животных соответствующая усвояемость аминокислот также называется усвояемостью в подвздошной кишке или коэффициентом усвояемости в подвздошной кишке. Посредством способа анализа в подвздошной кишке измеряют разницу между количеством каждой из аминокислот в рационе и в содержимом подвздошной кишки, деленную на количество каждой аминокислоты в рационе. Тем не менее, содержимое, собранное в конце тонкой кишки, содержит большие количества эндогенных белков, и, в зависимости от относительного вклада в виде потерь эндогенных аминокислот, кажущиеся коэффициенты усвояемости аминокислот в подвздошной кишке в разной степени подвержены влиянию. Выражение, кажущееся в контексте усвояемости аминокислот в подвздошной кишке, таким образом, отражает тот факт, что коэффициенты не регулируются посредством потерь эндогенного азота и аминокислот. Так называемые истинные коэффициенты усвояемости аминокислот в подвздошной кишке или истинная усвояемость в подвздошной кишке (AID) рассчитываются по формуле:
,
где
поглощенное
AA  = количество отдельной аминокислоты, получаемое животным как часть рациона, и
выводимое
AA  = количество отдельной аминокислоты в содержимом подвздошной кишки.
Потери эндогенного белка и аминокислот можно разделить на базовую (минимальную) и дополнительную специфическую потерю. Базовая потеря является неспецифической и связана с потреблением сухого вещества, тогда как специфическая потеря связана с внутренними факторами в кормовых продуктах, например, волокнами и антипитательными факторами, такими как ингибиторы трипсина, лектины и дубильные вещества. Виды эндогенной секреции происходят из различных источников, в том числе слюна, секреты поджелудочной железы, отшелушенные эпителиальные клетки и муцин. Количества базовых потерь эндогенного белка и аминокислот в содержимом подвздошной кишки можно определять с помощью различных способов. Эти способы включают безбелковые рационы для кормления, рационы для кормления, содержащие источники белка, которые, как предполагается, полностью (на 100%) усваиваются при полном всасывании аминокислот, и методика регрессии.
Неточности в кажущейся усвояемости в подвздошной кишке преодолеваются, когда кажущиеся коэффициенты усвояемости в подвздошной кишке стандартизируют путем их корректировки относительно базовых потерь эндогенных аминокислот. Полученные таким образом стандартизированные или стандартные коэффициенты усвояемости в подвздошной кишке не зависят от уровня аминокислот в рационе. Ключевым вопросом для определения стандартизированной усвояемости аминокислот в подвздошной кишке является количественное определение уровня базовых потерь эндогенных аминокислот в содержимом, собранном в конце тонкой кишки. Стандартные коэффициенты усвояемости аминокислот в подвздошной кишке или стандартизированные коэффициенты усвояемости в подвздошной кишке (SID) рассчитывают по формуле:
где
поглощенное
AA  =количество отдельной аминокислоты, получаемое животным как часть рациона,
выводимое
AA  = количество отдельной аминокислоты в содержимом подвздошной кишки, и
баз.энд.
AA= количество базовой потери эндогенной аминокислоты.
На сегодняшний день для оценки пищевой ценности указанного сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта для некоторого вида животных на практике используют только один единственный стандартный коэффициент усвояемости конкретной аминокислоты в сырьевом материале для кормового продукта и/или в кормовом продукте для некоторого вида животных независимо от происхождения сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. Соответственно, стандартные коэффициенты усвояемости в современной практике не учитывают каких-либо региональных воздействий в отношении пищевой ценности, а также не учитывают каких-либо воздействий различий в обработке сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
Однако без учета дополнительных параметров воздействия в отношении пищевой ценности, современная практика применения единого стандартного коэффициента усвояемости не позволяет давать надежную и значимую оценку питательной ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
Для сравнения, в способе согласно настоящему изобретению учитывается такое влияние, поскольку оно обеспечивает соотнесение стандартного коэффициента усвояемости аминокислот в подвздошной кишке сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта для животных с индикатором условий обработки, полученным в случае того же сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, который уже отражает параметры влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
В одном варианте осуществления способ согласно настоящему изобретению дополнительно предусматривает следующие стадии:
i) определение стандартизированного коэффициента усвояемости в подвздошной кишке (SID) аминокислоты в сырьевом материале для кормового продукта и/или в кормовом продукте для некоторого вида животных с помощью:
поглощенное
i1) количественного анализа количества указанной аминокислоты (АА) в том же образце, что и на стадии а);
базовая,выводим.
подвзд.,отток
i2) введения указанного образца некоторому виду животных и определения эндогенной потери указанной аминокислоты (AA) и оттока аминокислоты из подвздошной кишки (AA) и
i3) подстановки значений параметров, полученных на стадиях i1) и i2), в общую формулу (II):
,
и
b) построение графика стандартизированного коэффициента усвояемости в подвздошной кишке, полученного на стадии i), в зависимости от индикатора условий обработки, полученного на стадии g), и/или выражение указанного стандартного коэффициента усвояемости в подвздошной кишке в уравнении в зависимости от индикатора условий обработки, полученного на стадии g).
AA
Примеры калибровочных уравнений, которые дают коэффициент усвояемости в подвздошной кишке (SID) в зависимости от PCI, приведены ниже. Эти уравнения дают коэффициент усвояемости в подвздошной кишке для конкретной аминокислоты в полножирных соевых бобах у домашней птицы или свиней:
Met
- стандартизированный коэффициент усвояемости метионина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
cys
- стандартизированный коэффициент усвояемости цистина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Met + Cystine)
- стандартизированный коэффициент усвояемости метионина и цистина в подвздошной кишке (SID полножирной сои у домашней птицы:
Lys
- стандартизированный коэффициент усвояемости лизина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Thr
- стандартизированный коэффициент усвояемости треонина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Trp
- стандартизированный коэффициент усвояемости триптофана в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Arg
- стандартизированный коэффициент усвояемости аргинина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Ile
- стандартизированный коэффициент усвояемости изолейцина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
2
R = 0,9657,
Leu
- стандартизированный коэффициент усвояемости лейцина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Val
- стандартизированный коэффициент усвояемости валина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
His
- стандартизированный коэффициент усвояемости гистидина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Phe
- стандартизированный коэффициент усвояемости фенилаланина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у домашней птицы:
Met)
- стандартизированный коэффициент усвояемости метионина в подвздошной кишке (SID из полножирных соевых бобов у свиней:
cys
- стандартизированный коэффициент усвояемости цистина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Met+Cystine)
- стандартизированный коэффициент усвояемости метионина и цистина в подвздошной кишке (SID из полножирных соевых бобов у свиней:
Lys
- стандартизированный коэффициент усвояемости лизина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Thr
- стандартизированный коэффициент усвояемости треонина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Trp
- стандартизированный коэффициент усвояемости триптофана в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Arg
- стандартизированный коэффициент усвояемости аргинина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Ile
- стандартизированный коэффициент усвояемости изолейцина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Leu
- стандартизированный коэффициент усвояемости лейцина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Val
- стандартизированный коэффициент усвояемости валина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
His
- стандартизированный коэффициент усвояемости гистидина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Phe
- стандартизированный коэффициент усвояемости фенилаланина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Gly
- стандартизированный коэффициент усвояемости глицина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Ser
- стандартизированный коэффициент усвояемости серина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Pro
- стандартизированный коэффициент усвояемости пролина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Ala
- стандартизированный коэффициент усвояемости аланина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Asp
- стандартизированный коэффициент усвояемости аспарагиновой кислоты в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
и
Glu
- стандартизированный коэффициент усвояемости глутаминовой кислоты в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
2
2
2
2
Для каждой калибровки дан соответствующий коэффициент детерминации, обозначенный как R. В статистике коэффициент детерминации представляет собой число, которое указывает, насколько точно данные соответствуют статистической модели - иногда просто линии или кривой. Значение R, равное 1, указывает, что линия регрессии хорошо соответствует данным, а значение R, равное 0, означает, что эти линии не соответствуют данным вообще. Во всех случаях стандартизированная усвояемость аминокислот в подвздошной кишке характеризуется R, который очень близок к 1. Соответственно, статистическая модель очень хорошо соответствует данным.
Количественный анализ из стадий а1) - а3) способа согласно настоящему изобретению довольно трудоемкий и затратный. Измерения в ближней инфракрасной области (NIR) соответствующего сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта были бы более эффективной альтернативой с точки зрения времени и затрат для определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. Однако ближняя инфракрасная спектроскопия не обеспечивает результаты с желаемой точностью; скорее она часто приводит к противоречивым результатам. Соответственно, ни количественный анализ, ни ближняя инфракрасная спектроскопия сами по себе не подходят для эффективного с точки зрения времени и затрат определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
В соответствии с настоящим изобретением эта проблема решается тем, что значения поглощения в ближней инфракрасной области спектра, полученное для образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, коррелируют с соответствующими значениями количественного анализа вышеуказанного. Полученную таким образом корреляцию значений количественного анализа со значениями поглощения измерения NIR предпочтительно изображают или отображают в виде калибровочного графика, который облегчает сопоставление значений поглощения измерений NIR другого образца с соответствующими точными значениями для параметров на основе количественного анализа.
Другой целью настоящего изобретения, таким образом, является способ оценки показателя влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, предусматривающий следующие стадии:
A) подвергание образца такого же сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, что и на стадии а) способа определения показателя влияния обработки в отношении питательной ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, спектроскопии в ближней инфракрасной области (NIR);
B) сопоставление значений интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах в спектре NIR, полученном на стадии A), с соответствующими параметрами и их значениями, определенными на стадиях a1) - a3), и
C) построение графика сопоставления стадии B) в виде калибровочного графика и/или выражение параметров, определенных на стадиях a1) - a3), в калибровочном уравнении в зависимости от значений интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах, сопоставленных на стадии B).
В зависимости от применяемого спектрометра ближние инфракрасные (NIR) спектры стадии A) могут быть записаны при длинах волн от 400 до 2500 нм с помощью любых подходящих инфракрасных спектроскопов, работающих либо по принципу монохроматора, либо по принципу преобразования Фурье. Предпочтительно спектры NIR записывают от 1000 до 2500 нм. Длины волн легко преобразуются в соответствующие волновые числа, и, следовательно, спектры NIR, конечно, также могут быть записаны при соответствующих волновых числах. Поскольку органические соединения, подлежащие определению согласно способу в соответствии с настоящим изобретением, т. е. белки и аминокислоты, богаты O-H-связями, C-H-связями и N-H-связями, они пригодны для обнаружения с помощью спектроскопии в ближней инфракрасной области . Однако биологический образец, такой как кормовой продукт, содержит множество различных органических соединений и, таким образом, представляет собой сложную матрицу. Несмотря на это, каждое биологическое вещество обладает уникальным спектром в ближней инфракрасной области, который можно сравнить с индивидуальным отпечатком пальца. Следовательно, можно предположить, что два биологических вещества, обладающих одинаковым спектром, имеют одинаковый физический и химический состав и, следовательно, являются идентичными. С другой стороны, если два биологических вещества обладают разными спектрами, можно предположить, что они являются различными с точки зрения либо их физических, либо химических характеристик или с точки зрения того и другого. Благодаря своим индивидуальным и высокоспецифичным полосам поглощения сигналы органических соединений и значения их интенсивности в спектрах NIR могут быть легко отнесены и соотнесены с конкретным органическим соединением и его концентрацией в образце с известным весом. Таким образом, NIR-спектроскопия позволяет надежным образом прогнозировать или оценивать, например, количество аминокислот и белков в образце. Поскольку один и тот же образец конкретного сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта подвергается количественному анализу на стадии а) и NIR-спектроскопии на стадии А), также возможно определять и соотносить значения поглощения и значения их интенсивности в спектре NIR с параметрами, такими как активность ингибитора трипсина, активность уреазы, растворимость белка в щелочи и показатель диспергируемости белка, а также с их значениями и изменениями. После того, как значения интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах были успешно согласованы, т. е. отнесены и соотнесены с представляющими интерес параметрами и их значениями, NIR-спектроскопия позволяет надежно прогнозировать или оценивать показатели влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. Для этой цели записывают большое количество спектров NIR, например, 100, 200, 300, 400, 500 или больше, сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, а значения интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах сопоставляют с соответствующими параметрами и их значениями. Когда образец из образца стадии А) не является полупрозрачным, измеряют коэффициент отражения испускаемого света от образца, и разницу между испускаемым светом и отраженным светом задают как поглощение. Полученные таким образом значения интенсивности поглощения применяют на следующих стадиях, например, на стадии B) выше и на стадиях D) и G) ниже.
В одном варианте осуществления способ оценки показателя влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта дополнительно предусматривает следующие стадии:
D) сопоставление значений интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах в спектре NIR образца, полученном на стадии B), с индикатором условий обработки, полученным для такого же образца на стадии g) способа определения показателя влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта; и
E) построение графика сопоставления согласно стадии D) в виде калибровочного графика и/или выражение индикатора условий обработки в калибровочном уравнении в зависимости от значений интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах, сопоставленных на стадии D).
После завершения NIR-калибровок можно применять NIR-спектроскопию в качестве стандартного способа для оценки показателя влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
В дополнительном варианте осуществления способ оценки показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта дополнительно предусматривает следующие стадии:
F) подвергание образца такого же сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, что и на стадии а) способа определения показателя влияния обработки в отношении питательной ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, NIR-спектроскопии;
G) выведение значений по меньшей мере одного из параметров из стадий a1) - a3), соответствующих значениям поглощения в спектре NIR, полученном на стадии F), на основе калибровочного графика согласно стадии C), и/или подстановка значений интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах в спектре NIR, полученном на стадии F), в калибровочное уравнение согласно стадии C) с получением значений для параметров из стадий a1) - a3);
H) подстановка значений для параметров, полученных на стадии G), в степенной ряд и вычисление среднего значения исходя из значений, полученных из каждого степенного ряда, причем указанное среднее значение обозначают как индикатор условий обработки (PCI), и/или
I) выведение PCI из калибровочного графика согласно стадии E) и/или подстановка значений интенсивности поглощения при соответствующих длинах волн или волновых числах в калибровочное уравнение согласно стадии E) с получением индикатора условий обработки; и
J) нанесение индикатора условий обработки, полученного на стадиях H) и/или I), на шкалу обработки способа определения показателя влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта с определением того, является ли сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт чрезмерно обработанным, достточно обработанным или недостаточно обработанным.
Предпочтительно на стадии G) получают те же параметры, что и на стадиях a1) - a3).
На основе калибровок, уже полученных для индикатора условий обработки и удельного коэффициента усвояемости, способ согласно настоящему изобретению также позволяет определять удельный коэффициент усвояемости посредством NIR-спектроскопии.
В другом варианте осуществления способ оценки показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, таким образом, дополнительно предусматривает стадию
AA
K) подстановки индикатора условий обработки, полученного на стадии H), в калибровочное уравнение согласно стадии j) и/или выведение функционального значения для индикатора условий обработки, полученного на стадии I), с получением удельного коэффициента усвояемости аминокислоты (D) в сырьевом материале для кормового продукта и/или кормовом продукте из стадии F).
На основании набора данных и соответствующих калибровок, полученных в способах в соответствии с настоящим изобретением, способ по настоящему изобретению также позволяет осуществлять оценку показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта неизвестного происхождения. Альтернативно, образец на стадии F) способа оценки показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта имеет такое же происхождение, что и на стадии а) способа определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
В одном варианте осуществления образец, используемый на стадии F) способа оценки показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, имеет неизвестное происхождение или такое же происхождение, что и на стадии а) способа определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
В случае сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, который считается чрезмерно обработанным, способ также позволяет определить разницу между требуемым значением и действительным значением содержания аминокислоты в сырьевом материале для кормового продукта и/или в кормовом продукте путем сравнения максимального коэффициента усвояемости в подвздошной кишке аминокислоты из сырьевого материала для кормового продукта и/или из кормового продукта у некоторого вида животных с помощью удельного коэффициента усвояемости аминокислоты, полученного с помощью способа согласно настоящему изобретению для конкретного образца.
Способ осуществления оценки показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта по настоящему изобретению, таким образом, дополнительно предусматривает стадию
L) определения дифференциального количества между требуемым значением и действительным значением количества аминокислоты в сырьевом материале для кормового продукта и/или кормовом продукте исходя из разности между максимальным коэффициентом усвояемости в подвздошной кишке указанной аминокислоты согласно способу определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта и удельным коэффициентом усвояемости указанной аминокислоты, полученным на стадии K).
AA
С помощью удельного коэффициента усвояемости (D), полученного с применением способа согласно настоящему изобретению для конкретной аминокислоты в конкретном образце сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, также можно определить усвояемое количество аминокислоты в указанном образце. Указанное усвояемое количество аминокислоты может быть просто получено путем умножения количества аминокислоты образца сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, полученного на стадии G), на индикатор условий обработки, полученный на стадии K)
В дополнительном варианте осуществления способ осуществления оценки показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта по настоящему изобретению, таким образом, дополнительно предусматривает стадию
A) определения усвояемого количества аминокислоты в образце сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта путем умножения количества указанной аминокислоты в образце сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, полученного на стадии G), на удельный коэффициент усвояемости, полученный на стадии K).
Сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт, который используется согласно способам по настоящему изобретению, предпочтительно представляет собой сою, соевые бобы, предпочтительно полножирные соевые бобы и/или соевые продукты, предпочтительно соевый шрот и соевый жмых/пресс-остаток с экспеллера. Это связано с тем, что соя, соевые бобы и соевые продукты являются наиболее подходящими сырьевыми материалами для кормовых продуктов и/или кормовыми продуктами.
В одном варианте осуществления способов согласно настоящему изобретению сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт представляет собой сою, соевые бобы или соевый продукт.
Определение стандартного коэффициента усвояемости в подвздошной кишке и удельного коэффициента усвояемости, полученных с помощью способов согласно настоящему изобретению, не подлежит каким-либо ограничениям в отношении некоторого вида животных. Скорее, эти способы можно применять для определения и/или оценки стандартизированного коэффициента усвояемости в подвздошной кишке и удельного коэффициента усвояемости для любых возможных видов животных. Несмотря на это, предпочтительными видами животных в контексте настоящего изобретения являются моногастрические животные, т. е. животные, имеющие однокамерный желудок, в том числе всеядные животные, такие как свиньи, домашняя птица, например, индейки и курица, плотоядные животные, такие как кошки, и травоядные животные, такие как лошади, олени и кролики, и жвачные животные, такие как коровы, козы и овцы.
В одном варианте осуществления способов по настоящему изобретению вид животных относится к всеядным, плотоядным, травоядным и/или жвачным.
Способ согласно настоящему изобретению можно осуществлять с помощью компьютера. Это позволяет осуществлять способ согласно настоящему изобретению как стандартный способ. В этом случае калибровочные уравнения, полученные на стадиях C) и j) способов согласно настоящему изобретению, хранят на компьютере, так что с помощью компьютера выполняют только стадии F) - J) и необязательно стадию K) способа согласно настоящему изобретению. Предпочтительно с помощью компьютера также управляют ближним инфракрасным спектрометром в случае стадии F) способа согласно настоящему изобретению. Дополнительно или альтернативно, компьютер, с помощью которого выполняют стадии F) -J) и необязательно стадию K) способа согласно настоящему изобретению, и компьютер, на котором хранятся калибровочные уравнения, не являются идентичными. В этом случае первый компьютер, с помощью которого выполняют стадии F) -J) и необязательно стадию K) согласно настоящему изобретению, и второй компьютер, на котором хранится калибровочное уравнение, образуют сеть. Дополнительно или альтернативно, набор данных и калибровочная кривая хранятся в облачном хранилище, к которому на первом компьютере есть доступ, и в этом случае первый компьютер и облачное хранилище образуют своего рода сеть.
Следовательно, еще одной целью настоящего изобретения является компьютеризованный способ определения показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, где стадии F) - J) осуществляют с помощью компьютера, а калибровочные уравнения согласно стадии C) и/или согласно стадии E) хранят на компьютере или в облачном хранилище.
В варианте осуществления компьютеризованный способ согласно настоящему изобретению дополнительно предусматривает то, что дополнительные стадии K) и/или любую из стадий L) и M) способа согласно настоящему изобретению также осуществляют с помощью компьютера.
Преимущество этого заключается в том, что с помощью компьютеризованного способа не только определяют, является ли изучаемый сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт недостаточно обработанным, достаточно обработанным или чрезмерно обработанным, но также определяют, какие количества конкретной аминокислоты необходимы для обеспечения оптимального рациона для конкретных видов животных в случае недостаточным образом обработанного сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта. Это также позволяет управлять с помощью компьютера установкой для получения или смешивания кормов.
Таким образом, еще одной целью настоящего изобретения является также способ получения кормового продукта, предусматривающий стадии F) -L) способа согласно настоящему изобретению, где способ дополнительно предусматривает по меньшей мере одну из стадий:
N) дополнительной обработки сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта, если сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт определен как недостаточно обработанный, и/или
O) добавления дифференциального количества аминокислоты, полученного в соответствии со стадией L), к сырьевому материалу для кормового продукта и/или к кормовому продукту, если сырьевой материал для кормового продукта и/или кормовой продукт определен как чрезмерно обработанный.
Указанный способ облегчает обеспечение кормовых продуктов, которые не содержат критического количества антипитательных факторов, предпочтительно менее 4 мг ингибиторов трипсина на грамм кормового продукта, и, с другой стороны, содержат необходимое количество аминокислот для видов животных, которым их предоставляют. Необходимое количество аминокислот для видов животных регулируют с применением стадии N).
Фигуры
AA
На фигурах 1-12 показаны коэффициенты усвояемости аминокислот в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов для домашней птицы в зависимости от индикатора условий обработки (термин в скобках представляет собой математическое уравнение для соответствующего калибровочного уравнения). Ромбы на этих фигурах (обозначенные как статистическая серия 1) соответствуют отдельным значениям PCI соответствующих обработанных полножирных соевых бобов, а прямая линия (обозначена как полиноминальная) представляет график функции отдельных SID для соответствующей аминокислоты.
Фиг. 1.  Коэффициент усвояемости метионина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Met
2
(SID = - 0,3581 × PCI + 8,679 × PCI + 33,624).
Фиг. 2.  Коэффициент усвояемости цистина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Cystine
2
(SID = - 0,442 × PCI + 11,983 × PCI + 13,905).
Фиг. 3.  Коэффициент усвояемости метионина и цистина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Met+Cystine
2
(SID = - 0,3861 × PCI + 9,8435 × PCI + 13.53).
Фиг. 4.  Коэффициент усвояемости лизина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Lys
2
(SID = - 0,4187 × PCI + 11,462 × PCI + 5,6474).
Фиг. 5.  Коэффициент усвояемости треонина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Thr
2
(SID = - 0,368 × PCI + 9,2054 × PCI + 12,772).
Фиг. 6.  Коэффициент усвояемости триптофана в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Trp
2
(SID = - 0,4046 × PCI + 9,7674 × PCI + 23,052).
Фиг. 7.  Коэффициент усвояемости аргинина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Arg
2
(SID = - 0,3033 × PCI + 7,3008 × PCI + 41,512).
Фиг. 8.  Коэффициент усвояемости изолейцина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Ile
2
(SID = - 0,3974 × PCI + 9,211 × PCI + 29,802).
Фиг. 9.  Коэффициент усвояемости лейцина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Leu
2
(D = - 0,3639 × PCI + 8,3187 × PCI + 35,843).
Фиг. 10.  Коэффициент усвояемости валина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Val
2
(SID = - 0,388 × PCI + 9,0608 × PCI + 29,464).
Фиг. 11. Коэффициент усвояемости гистидина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
His
2
(SID= - 0,3554 × PCI + 9,1547 × PCI + 25,938).
Фиг. 12. Коэффициент усвояемости фениналанина в подвздошной кишке в полножирных соевых бобах для домашней птицы:
Phe
2
(SID = - 0,3523 × PCI + 8,0374 × PCI + 37,432).
AA
На фигурах 13-30 показаны коэффициенты усвояемости аминокислот в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов для свиней в зависимости от индикатора условий обработки (термин в скобках представляет собой математическое уравнение для соответствующего калибровочного уравнения). Ромбы на этих фигурах (обозначенные как статистическая серия 1) соответствуют отдельным значениям PCI соответствующих обработанных полножирных соевых бобов, а прямая линия (обозначена как полиноминальная) представляет график функции отдельных SID для соответствующей аминокислоты.
Met
Фиг. 13. Стандартный коэффициент усвояемости метионина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Met
2
(SID = - 0,3286 × PCI + 7,3561 × PCI + 43,444).
Cys
Фиг. 14. Стандартный коэффициент усвояемости цистина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Cys
2
(SID = - 0,4982 × PCI + 13,115 × PCI - 11,392).
Met+Cystine
Фиг. 15. Стандартный коэффициент усвояемости лизина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Met+Cystine
(SID = - 0,4237 × PCI2 + 10,534 × PCI + 14,77).
Lys
Фиг. 16. Стандартный коэффициент усвояемости лизина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Lys
2
(SID = - 0,4397 × PCI + 11,359 × PCI + 11,75).
Lys
Фиг. 17. Стандартный коэффициент усвояемости треонина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Thr
2
(SID = - 0,291 × PCI + 6,2769 × PCI + 44,594).
Trp
Фиг. 18. Стандартные коэффициент усвояемости триптофана в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Trp
2
(SID = - 0,3167 × PCI + 6,6559 × PCI + 45,534).
Arg
Фиг. 19. Стандартный коэффициент усвояемости аргинина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Arg
2
(SID = - 0,261 × PCI + 5,3573 × PCI + 63,685).
Ile
Фиг. 20. Стандартный коэффициент усвояемости изолейцина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Ile
2
(SID = - 0,3204 × PCI + 6,7739 × PCI + 48,135).
Leu
Фиг. 21. Стандартный коэффициент усвояемости лейцина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Leu
2
(SID = - 0,2901 × PCI + 5,7556 × PCI + 55,925).
Val
Фиг. 22. Стандартный коэффициент усвояемости валина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Val
2
(SID = - 0,2801 × PCI + 5,8136 × PCI + 52,234).
His
Фиг. 23. Стандартный коэффициент усвояемости гистидина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
His
2
(SID = - 0,2915 × PCI + 6,548 × PCI + 48,067).
Phe
Фиг. 24. Стандартный коэффициент усвояемости гистидина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Phe
2
(SID = - 0,2676 × PCI + 4,9292 × PCI + 62,59).
Gly
Фиг. 25. Стандартный коэффициент усвояемости глицина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Gly
2
(SID = - 0,3377 × PCI + 7,7741 × PCI + 35,285).
Ser
Фиг. 26. Стандартный коэффициент усвояемости серина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Ser
2
(SID = - 0,3257 × PCI + 6,9689 × PCI + 44,913).
Pro
Фиг. 27. Стандартный коэффициент усвояемости пролина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Pro
2
(SID = - 0,4428 × PCI + 10,473 × PCI + 36,719).
Ala
Фиг. 28. Стандартный коэффициент усвояемости аланина в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Ala
2
(SID = - 0,3002 × PCI + 6,6179 × PCI + 44,817).
Asp
Фиг. 29. Стандартный коэффициент усвояемости аспарагиновой кислоты в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Asp
2
(SID = - 0,4159 × PCI + 10,756 × PCI + 9,9347).
Glu
Фиг. 30. Стандартный коэффициент усвояемости глутаминовой кислоты в подвздошной кишке (SID) из полножирных соевых бобов у свиней:
Glu
2
(SID = - 0,3041 × PCI + 6,9635 × PCI + 44,434).
Примеры
1. Определение показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности полножирных соевых бобов и стандартизированного коэффициента усвояемости аминокислот в подвздошной кишке у домашней птицы
Полножирные соевые бобы (FFSB), полученные из одной партии, использовали для определения эффекта различных процедур тепловой обработки в отношении пищевой композиции и стандартизированной усвояемости аминокислот в подвздошной кишке (SID) у домашней птицы. Необработанные FFSB (K0) подвергали кратковременной обработке с применением влажного нагревания при 80°C в течение 1 минуты (K1) или длительной обработке при 100°C в течение 6 минут (K2) или при 100°C в течение 16 минут (K3) с последующим дальнейшим расширением при 115°C в течение 15 секунд (K1/K2/K3-115) или при 125°C в течение 15 секунд с применением экструдера HL OEE 15,2 от Amandus Kahl GmbH & Co. KG, Гамбург, Германия. Подобразцы K3 дополнительно подвергали тепловой обработке в автоклаве при 110°C в течение 15 минут (Z1), 30 минут (Z2), 45 минут (Z3), 60 минут (Z4), 120 минут (Z5), 180 минут (Z6), 240 минут (Z7), 300 минут (Z8) или 360 минут (Z9). Выходящие из расширителя обработанные FFSB переносили при температуре примерно 90°C в течение 20 секунд в сушилку, где FFSB сушили в течение 5 минут с температурным градиентом от 85°C до 40°C. После стадии высушивания FFSB обеспечивали остывание до температуры 20°C в течение 5 минут.
Общие количества аминокислот и количество реакционноспособного лизина в различным образом обработанных FFSB и индикатор условий обработки (PCI) аминокислот у домашней птицы определяли с помощью способа согласно настоящему изобретению.
Различным образом обработанные FFSB, определенные количества отдельных аминокислот и индикатор условий обработки (PCI) аминокислот у домашней птицы подытожены в таблице 1.
Стандартизированная усвояемость в подвздошной кишке (SID) для каждой аминокислоты у домашней птицы в зависимости от PCI показана на фигурах 1-12.
PCI FFSB сравнивали с кривой SID в случае каждой аминокислоты на фигурах 1-12. Это сравнение показывает, что PCI FFSB, обозначенные как Z1 или Z2, всегда являются SID, которая соответствует максимуму на отдельной кривой или по меньшей мере близка к нему. Таким образом, FFSB, обозначенные как Z1 или Z2, считаются достаточно обработанными. Для сравнения, FFSB, обозначенные как K0, K1-115/125, K2-115/125 и K3-115/125, всегда характеризовались SID, которая находится справа от максимума на отдельной кривой и, таким образом, считаются недостаточно обработанными. Кроме того, SID FFSB, обозначенных как Z3-Z9, всегда находился слева от максимума на отдельной кривой и, таким образом, они считаются чрезмерно обработанными.
Изучение стандартизированных коэффициентов усвояемости аминокислот в подвздошной кишке, подытоженных в таблице 1, доказывает, что классификация FFSB, обозначенных как Z1 и Z2, как достаточно обработанных, FFSB, обозначенных как K0, K1-115/125, K2-115/125 и K3-115/125, как недостаточно обработанных и FFSB, обозначенных как Z3-Z9, как чрезмерно обработанных, является правильной, поскольку FFSB, обозначенные как Z1 и Z2, характеризовались самыми высокими коэффициентами усвояемости. Для сравнения, все остальные FFSB характеризовались более низкими коэффициентами усвояемости. Это доказывает, что применение PCI является полезным инструментом для описания влияния условий обработки в отношении качество сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
Таблица 1. Краткое описание различных обработанных FFSB, определенных стандартизированных коэффициентов усвояемости в подвздошной кишке отдельных аминокислот и индикатора условий обработки (PCI) у домашней птицы.
2. Определение показателей влияния обработки в отношении пищевой ценности полножирных соевых бобов и стандартного коэффициента усвояемости аминокислот в подвздошной кишке у свиней
Полножирные соевые бобы (FFSB), полученные из одной партии, использовали для определения эффекта различных процедур тепловой обработки в отношении пищевой композиции и стандартизированной усвояемости аминокислот в подвздошной кишке (SID) у свиней. Необработанные FFSB (K0) подвергали непродолжительной обработке с применением влажного нагревания при 80°C в течение 1 минуты с последующим дополнительным расширением при 125°C в течение приблизительно 15 секунд (K4), длительной обработке при 100°C в течение 6 минут с последующим дальнейшим расширением при 125°C в течение приблизительно 15 секунд (K5) или длительной обработке при 100°C в течение 16 минут с последующим дополнительным расширением при 125°C в течение приблизительно 15 секунд (K6) с применением экструдера OEE 15,2 от Amandus Kahl GmbH & Co. KG, Гамбург, Германия. Подобразцы K6 дополнительно обрабатывали в автоклаве при 110°C в течение 15 минут (Z10), 30 минут (Z11), 45 минут (Z12) и 60 минут (Z13). Выходящие из расширителя обработанные FFSB переносили при температуре примерно 90°C в течение 20 секунд в сушилку, где FFSB сушили в течение 5 минут с температурным градиентом от 85°C до 40°C. После стадии высушивания FFSB обеспечивали остывание до температуры 20°C в течение 5 минут. Другую часть необработанных FFSB (K0) подвергали тепловой обработке при 110°C в автоклаве в течение 15 минут (Z14) или в течение 30 минут (Z15) или тепловой обработке при 150°C в автоклаве в течение 3 минут (Z16), 6 минут (Z17), 9 минут (Z18) или 12 минут (Z19).
Общие количества аминокислот и количества реакционноспособного лизина в различным образом обработанных FFSB и индикатор условий обработки (PCI) аминокислот у свиней определяли с применением способа согласно настоящему изобретению.
Различным образом обработанные FFSB, определенное реакционноспособное количество отдельных аминокислот и индикатор условий обработки (PCI) аминокислот у свиней подытожены в таблице 2.
Стандартизированный коэффициент усвояемости в подвздошной кишке (SID) для каждой аминокислоты у свиней в зависимости от PCI показан на фигурах 13-30.
PCI FFSB сравнивали с кривой SID в случае каждой аминокислоты на фигурах 13-30. Это сравнение показывает, что PCI FFSB, обозначенных как Z11 и Z12, всегда характеризовались SID, которая соответствует максимуму или по меньшей мере близка к максимуму на отдельной кривой. Таким образом, FFSB, обозначенные как Z11-12, считаются достаточно обработанным. Для сравнения, FFSB, обозначенные как K0 и K4-K6, всегда характеризовались SID, которая находится справа от максимума на отдельной кривой и, таким образом, они считаются недостаточно обработанными. Кроме того, SID FFSB, обозначенных как Z13-19, всегда находились слева от максимума на отдельной кривой и, таким образом, они считаются чрезмерно обработанными.
Изучение стандартизированных коэффициентов усвояемости аминокислот в подвздошной кишке, подытоженных в таблице 2, доказывает, что классификация FFSB, обозначенных как Z11 и Z12, как достаточно обработанных, FFSB, обозначенных как K0 и K4-K6, как недостаточно обработанных и FFSB, обозначенных как Z13-Z19, как чрезмерно обработанных, является правильной, поскольку FFSB, обозначенные как Z11 и Z12, характеризовались самыми высокими коэффициентами усвояемости аминокислот. Для сравнения, все остальные FFSB характеризовались более низкими коэффициентами усвояемости аминокислот. Это доказывает, что применение PCI является полезным инструментом для описания влияния условий обработки в отношении качество сырьевого материала для кормового продукта и/или кормового продукта.
Таблица 2. Краткое описание различным образом обработанных FFSB, определенных стандартизированных коэффициентов усвояемости в подвздошной кишке отдельных аминокислот и индикатора условий обработки (PCI) у свиней.