СПОСОБ ОБРАБОТКИ КОРМОВ ДЛЯ ЖВАЧНЫХ ЖИВОТНЫХ
METHOD OF FORAGE PROCESSING FOR RUMINANTS

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для использования в кормопроизводстве для приготовления протеиновых подкормок, защищенных от воздействия микроорганизмов в рубце, белки которых слабо распадаются или практически не распадаются в рубце. Способы обработки кормов с целью защиты их протеина от распада в рубце можно разделить на две группы:
1. Покрытие частиц корма оболочкой, состоящей из вещества, не разрушаемого в рубце, но разрушаемого (или перевариемого) в сычуге или кишечнике. К способам этой группы относят:
Покрытие частиц корма оболочкой, состоящей из солей жирных кислот (Sclan D. In vitro and in vivo protection of protein coated with calcium soaps of long-chain fatty acids / J. Agric. Sci. 1989, v.112, N 1. - P.79-83). Данные относительно эффективности этого способа для защиты белков от распада в рубце довольно противоречивы.
Покрытие частиц корма оболочкой, состоящей из устойчивых к разрушению в рубце белков крови (Orskov E.R., Mills C.F., Robinson J.J. The use of whole blood for the protection of organic materials from degradation in the rumen. / Proc. Nutr. Soc. - 1980. - V.39, N3. - P.A60).
Использование белков крови в указанных целях считается неприемлемым с позиций предупреждения распространения инфекций (эпизоотий). Предложен также метод защиты веществ кормов от разрушения в рубце с использованием кукурузного белка зеина, обладающего свойством слабо распадаться в рубце (Vandellar M.J., Flakoll P.J., Beitz B.C., Nissen S. A new method to protect compounds from ruminal degradation using the corn proteinzein. / J. Anim. Sci.-1987. - V.65. - Suppl. 1, p.50-52). Однако, поскольку зеин находится в зерне кукурузы в нерастворенном, грубо дисперсном состоянии, создание из него оболочки затруднительно и защита оказывается недостаточно эффективной. Эти способы дают возможность снизить расщепляемость протеина в рубце, однако, при их использовании значительная часть протеина обработанного корма все же распадается в рубце. Второй из процитированных способов (Orskov E.R., Mills C.F., a. Robinson J.J., 1980) можно считать одним из прототипов предлагаемого нами способа.
Обработка солями тяжелых металлов (меди, цинка и др.). Такая обработка приводит к снижению растворимости белков и изменения их третичной и четвертичной структуры в результате их связывания с тяжелыми металлами с образованием нерастворимых комплексов. Однако при использовании этого способа в организм животных поступает избыточное количество тяжелых металлов, что неприемлемо с позиций экологической безопасности.
Воздействие на корм низкомолекулярных органических кислот (уксусной, пропионовой) (Waltz D.M. a. Loertch S.C. Effect of acid and alkali utilization by ruminants. / J. Animal Sci. - 1986. - V.63. - n3. - P.879-887). Эффективность такой обработки не очень высока. Кроме того, при этом требуется одновременный подогрев корма, а следовательно, необходимы специальные герметичные установки, что делает способ малотехнологичным и неприемлемым для условий обычных комбикормовых заводов.
Обработка формальдегидом. В настоящее время считается одним из наиболее известных и наиболее старых способов защиты (Crooker B.A., Clark J.H., Shanks R.D. Effects of formaldehyde treated soybean meal on milk yield, milk composition and nutrient digestibility in the dairy cow. / J.Dairy Sci. - 1983. - V.66. - n3. - P.492-504; Kojima Y., Okano K. Effect of heat or formalin treatment on proteinaceos feed on protein degradation with in vitro rumen fermentation. / Japan J. Zootechn. Sci. - 1985. - V. 56. - n4. - P.333-340; Erfle J.D., Sauer F.D., Mahadevan S., Teather R.M. Response of lactating dairy cows to formaldehyde-treated soybean meal when fed with control or urea-treated corn silage. / Canad. J. Anim. Sci. - 1986. - V.66. - n1. - P.85-95). Этот метод весьма эффективен при достаточном количестве формальдегида (до 2% от массы протеина). Однако около 1% формальдегида, потребленного с кормом, выводится из организма коровы с молоком (Kreula M., Raurama A. Transfer of formaldehyde from feed to milk during the feeding of fresh out grass treated with formaldehyde-containing preservative. / J. Scient. Agriculture Soc. Finland. - 1976. - V.48. - n2. - P.154-157), что делает этот способ неприемлемым с позиций экологической безопасности. Кроме того, выделяющийся в рубце из корма формальдегид угнетает рубцовое брожение и снижает расщепление в рубце клетчатки и ее общую переваримость.
Высокотемпературная обработка. Она приводит к необратимой денатурации белков корма, снижению их растворимости и подверженности действию ферментов, в т.ч. ферментов рубцовой микрофлоры. К этим способам защиты можно отнести как весьма продолжительное (порядка нескольких часов) нагревание, так и экструзию, при которой наблюдается быстрый, но кратковременный нагрев корма (Ahrar M., Schingoethe D.J., Heat-treated soybean meal as a protein supplement for lactating cows. / J. Dairy Sci. -1979. - V.62. - N6. - P.932-940; Kojima Y., Okano K. Effect of heat or formalin treatment of proteinaceous feed on protein degradation with in vitro rumen fermentation. / Japan J. Zootechn. Sci. - 1985. - V.56. - N 4. - P.333-340; Cros P., Moncoulon R., Bayourthe C., Vernay M. Effect of extrusion and intestinal disappearance of amino acids in white lupin seed. / Canad. J. Anim. Sci. - 1992. - V.72. - N 1. - P.89-96; Walhain P., Foucart M., Thewis A. Influence of extrusion on ruminal and intestinal disappearance in sacco of pea (Pisum sativum). / Animal Feed Sci. and Technology. - 1992. - V.38. - N 1. - P.42-55). Однако в данном случае эффективность защиты находится в прямой зависимости от температуры (порядка 120…160°С) и продолжительности нагрева корма. В то же время эти параметры связаны и с переваримостью в кишечнике: чем сильнее под действием температуры защита от распада в рубце, тем сильнее снижается переваримость в кишечнике, в т.ч. и вследствие образования компонентов белков с углеводами корма в результате реакции Мэйларда. Поэтому при высокотемпературной обработке одновременно со снижением переваримости протеина в кишечнике ухудшается и переваримость углеводов. Кроме того, эффективность этого метода защиты протеина от распада в рубце сравнительно низка.
Обработка спиртами (этанолом), в т.ч. в сочетании с термообработкой (Aar P.J.van der, Berger L.L., Fahey G.C. a. Loerch S.C. Effect of alcohol treatments on utilization of soybean meal by lambs and chicks. / J. Anim. Sci. - 1983. - V.57. - N 2. - P.511-518; Lynch G.D., Berger L.L., Fahey G.C., Jr. Effects of ethanol, heat and lipid treatment of soybean meal on nitrogen utilization by ruminants. / J. Dairy Sci. - 1987. - V.70. - N 1. - P.91-97). В данном случае спирт выступает как обезвоживающий и денатурирующий белки, а следовательно, ухудшающий их растворимость и подверженность воздействию ферментов агент, чему способствует одновременный подогрев. Однако использование спиртов на практике вызывает сильное сопротивление «Органов наркотического контроля», кроме того, защита протеина в рубце в данном случае далека от абсолютной.
Известен «Способ приготовления кормосмесей», включающий измельчение грубых, сочных, концентрированных кормов, их последующее смешивание и добавление питательных растворов, при этом грубые корма измельчают до размера частиц в пределах 5-80 мм, сочные до 10-100 мм с последующим добавлением питательного раствора. Патент РФ №2172590, МКИ 7 А23К 1/00; дата опубл. 2001.08.27.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является «Способ обработки отходов животного и растительного происхождения, включающий дозирование, измельчение компонентов, перемешивание, экструдирование и охлаждение, при этом исходное содержание отходов животного происхождения составляет от 10 до 80%. Патент РФ №2215427, МКИ 7 А23К 1/10; дата опубл. 2003.11.10.
Основными недостатками вышеописанных способов являются получение кормов с низкой защитой от распада в рубце при употреблении их жвачными животными, а также способствующих снижению переваримости протеина в кишечнике.
К техническому результату относится снижение расщепления протеина корма в рубце жвачных животных, снижение потерь азота с их мочой и загрязнения им окружающей среды, нормализация обмена веществ, повышения продуктивности жвачных животных и эффективности использования протеина рационов путем обработки кормов.
Технический результат достигается тем, что способ обработки кормов для жвачных животных включает дозирование, измельчение концентрированных кормов и их перемешивание. Корм измельчают до размера частиц в пределах 0,25-1,5 мм, затем обработку осуществляют в три стадии. На первой стадии корм обрабатывают при перемешивании раствором щелочи с концентрацией 6-8% при соотношении раствор: корм в пределах от 10:100 до 40:100 в течение 15-30 мин. На второй стадии также при перемешивании обрабатывают раствором белков, устойчивых к разрушению в рубце желудка животных, с концентрацией 10-15%, при соотношении раствора белка и корма в пределах от 5:100 до 20:100, также в течение 15-30 мин. На третьей стадии вторично обрабатывают таким же количеством раствора щелочи с такой же концентрацией, что и на первой стадии, после чего обработанный корм подвергают сушке при температуре 40-45°С в течение 12 часов.
Примеры осуществления способа.
Пример 1. Корм, размолотый до размеров частиц в пределах 0,25-1,50 мм, вначале обрызгивают при перемешивании раствором щелочи (едкого натрия) с концентрацией 6% при соотношении по массе раствор: корм в пределах 10:100 до 40:100, затем через 15-30 мин при перемешивании обрызгивают раствором белков, устойчивых против разрушения в рубце (например, стабилизированной боенской кровью или плазмой крови, яичной смесью, сконцентрированными до 10…15% в условиях мягких режимов сывороточными белками молока) или смешивают с фаршем из сырой рыбы, при соотношении массы раствора белка (рыбного фарша) и исходной массы корма в пределах 5:100…20:100, и через 15-30 мин после этого вторично обрызгивают таким же количеством раствора щелочи, такой же концентрации, что и в первый раз (см. выше), после чего обработанный вышеописанным способом корм подвергают сушке при температуре 40-45°С в течение 12 часов до постоянного веса.
Пример 2. Корм размалывают до размера частиц в пределах 0,25-1,5 мм. Размолотый корм обрызгивают (обрабатывают аэрозолем) при перемешивании раствором щелочи с концентрацией 8% (2,5 моль/л), при соотношении масс раствора и корма в пределах от 15:100 до 50:100.
Через 15-30 мин после окончания обрызгивания раствором щелочи корм при непрерывном перемешивании обрызгивают (обрабатывают аэрозолем) раствором белков, устойчивых к разрушению в рубце (например, стабилизированной боенской кровью, плазмой крови, яичной смесью, концентрированными до 10-15% белками сыворотки молока) или смешивают с рыбным фаршем, при соотношении массы раствора белка (рыбного фарша) и массы корма в пределах от 7:100 до 25:100.
Спустя 15-30 мин после окончания обрызгивания раствором белков (смешивания с рыбным фаршем) корм вторично обрызгивают (обрабатывают аэрозолем) раствором щелочи. Через 15…30 мин обработанный по пп.1-4 корм сушат, периодически перемешивая, в течение 12,5 часа при температуре 40…45°С. Образовавшиеся комки корма дробят на молотковой мельнице, снабженной решетами с диаметром отверстий 4 мм.
Результаты остальных примеров сведены в таблицы 1, 2 и 3.
Распадаемость в рубце и переваримость в кишечнике протеина подсолнечного жмыха при использовании для обработки щелочи различной концентрации.
Таблица 1
№
Объем
Концентрации
Объем
Распадаемость
Переваримость
п/п
раствора щелочи, на обработку 1000 г
раствора щелочи, %
раствора белков, на обработку 1000 г
протеина жмыха в рубце, %
протеина ***жмыха *** в кишечнике, %
жмыха, мл
жмыха, мл
1
300
0
100
66,2
72,6
2
300
2
100
55,6
74,2
3
300
4
100
48,3
75,5
4
300
6
100
12,9
86,4
5
300
8
100
20,4
84,9
6
300
10
100
22,7
86,0
Данные в таблице показывают влияние различных концентраций раствора щелочи, используемой для обработки, на распадаемость в рубце и переваримость в кишечнике протеина подсолнечного жмыха.
Распадаемость в рубце и переваримость в кишечнике протеина подсолнечного жмыха при использовании для обработки различных количеств раствора щелочи.
Таблица 2
№
Объем
Концентрации
Объем
Распадаемость
Переваримость
п/п
раствора щелочи, на обработку 1000 г жмыха, мл
раствора щелочи, %
раствора белков, на обработку 1000 г жмыха, мл
протеина жмыха в рубце, %
протеина *** жмыха *** в кишечнике, %
1
0
0
0
80,8
40,7
2
0
0
100
66,52
72,6
3
100
6
100
50,4
78,3
4
200
6
100
31,5
84,0
5
300
6
100
12,9
86,4
6
400
6
100
16,0
82,5
Данные в таблице показывают влияние различных количеств раствора щелочи, используемой для обработки, на распадаемость в рубце и переваримость в кишечнике протеина подсолнечного жмыха.
Распадаемость в рубце и переваримость в кишечнике протеина подсолнечного жмыха при использовании для обработки различного количества раствора белков
Таблица 3.
№
Объем
Концентрации
Объем
Распадаемость
Переваримость
п/п
раствора
раствора
белков на
протеина
протеина
щелочи,
щелочи, %
обработку
жмыха в
*** жмыха ***
на
1000 г
рубце, %
в кишечнике,
обработку
жмыха,
%
1000 г
мл
жмыха,
мл
1
300
6
30
48,3
78,0
2
300
6
50
29,1
87,0
3
300
6
70
17,4
84,4
4
300
6
100
12,9
86,4
5
300
6
200
18,3
85,8
6
300
6
400
24,6
81,0
Данные в таблице показывают влияние различных количеств раствора белков, используемых для обработки, на распадаемость в рубце и переваримость в кишечнике протеина подсолнечного жмыха.
Анализ данных, сведенных в таблицы 1, 2 и 3, показал оптимальные параметры обработки кормов для жвачных животных, позволяющих добиться желаемого результата, а именно: снижение расщепления протеина корма в рубце жвачных животных, снижение потерь азота с их мочой и загрязнения им окружающей среды, нормализация обмена веществ, повышения продуктивности жвачных животных и эффективности использования протеина рационов.