Характеристика экструдированного ячменя

Размещено на http://www.allbest.ru/

Характеристика экструдированного ячменя

Юлия Валерьевна Сизоваш, Николай Евгеньевич Гришин2

Аннотация

В настоящее время одной из наиболее важных задач, стоящих в кормопроизводстве, является улучшение усвояемости зерновых компонентов рациона и повышение содержания в них питательных веществ. Целью исследований явилось изучение химического состава экструдированного ячменя, полученного в условиях Нижегородской области. Исследования проводились в ГБОУ ВО Нижегородский государственный инженерно-экономический университет. Был проанализирован химический состав экструдированного ячменя. В процессе экструдирования химический состав зерна ячменя изменялся. В нем достоверно повышалось содержание сухого вещества. Количество органического вещества в составе сухого вещества также несколько увеличивалось. Из органических веществ значительнее всего преобразовывался углеводный состав зерна. В нём достоверно увеличивалось содержание безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) за счет некоторого снижения содержания других органических веществ. Общее количество минеральных веществ в процессе экс- трудирования также несколько снизилось. Содержание тяжелых металлов и микотоксинов в исследованных образцах не превышало максимально допустимого уровня. Полученные результаты позволяют констатировать, что процесс экстру- дирования является перспективным способом повышения качества и безопасности зерновых кормов и требует дальнейшего изучения и совершенствования. производство корм зерно ячмень экструзия

Ключевые слова: производство кормов, зерно, ячмень, экструзия, питательные вещества

CHARACTERISTICS OF EXTRUDED BARLEY

Yulia V. Sizovaш, Nikolai E. Grishin2

Введение

Одной из важных задач, стоящих перед российской сельскохозяйственной промышленностью, является улучшение усвояемости зерновых компонентов кормов, повышение содержания в кормах питательных веществ (2, 3).

Одним из перспективных направлений интенсификации технологических процессов является изменение физико-химических свойств кормовых средств при воздействии на них различными способами. Одним способов является обработка сырья экструзией, который является наиболее перспективным, так как зерновое сырье подвергается одномоментному воздействию высокой температуры, давления, влаги.

Современная тенденция развития экструзионных технологий заключается в обеспечении максимального снижения энергоемкости процессов экструзии при одновременном улучшении качества экструдера.

Процесс экструдирования является наиболее простым и эффективным способом повышения питательной ценности зерновых кормов, при котором зерно подвергается баротермической обработке. При этом конечный продукт меняет структурно-механический и химический состав.

Экструдирование позволяет использовать для создания высокопитательного корма отходы растениеводства, остатки и отходы других производств, некачественное зерно. При экструдировании используются разнообразные отходы и солома. Все это в совокупности несет в себе высокий экономический эффект [1, 2, 3, 4].

В настоящее время целесообразно не просто включать в рационы экструдированные корма, а, учитывая их достоинства, составлять полнорационные комбинированные корма на основе экструдата. Использование таких смесей позволит не просто повысить продуктивность сельскохозяйственных животных, но и закрепить высокую продуктивность на долгий период. Животные, обеспеченные качественным кормом, сбалансированным по питательности и полезным веществам, имеют более длительное хозяйственное использование [4, 5, 10].

Исследование разных технологических процессов необходимо для того, чтобы иметь определенную информацию, которую можно получить, используя экспериментальные и теоретические данные об изучаемом процессе. Эти данные необходимы как для использования их в качестве исходных данных с наилучшими технико-экономическими показателями, так и для подтверждения целесообразности производства и работы машин и оборудования в реальных условиях [6, 7, 8].

Эффективность использования кормов является основным фактором конкурентоспособности отечественной животноводческой продукции на внутреннем и мировом рынках. Имея переизбыток зерновых кормов, сельхозтоваропроизводители уделяют недостаточно внимания их рациональному применению. Из-за несбалансированности рационов и недостаточной предварительной подготовки кормовых компонентов до 50% питательных веществ может не усваиваться организмом животного [3, 9].

В настоящее время спрос животноводческих предприятий на корма, прошедшие экструзионную обработку, значительно повысился. Применение экструдата в животноводстве существенно увеличивает продуктивность животных - до 40%. Во многих животноводческих предприятиях нередки случаи смертности молодняка, причем происходит это в связи с занесением патогенной микрофлоры в пищеварительную систему животных с низкокачественным кормом. В отличие от других видов корма, экструдат практически стерилен и не содержит токсинов, поэтому при его использовании падеж молодняка существенно снижается, а также упрощается переход молодняка на грубые корма, он происходит без потери прироста [9, 10].

В процессе экструдирования зерно приобретает особый специфический аромат, повышающий привлекательность корма. Аппетитный экструдированный корм можно смешивать с имеющимися кормами более низкого потребительского качества и таким образом стимулировать хорошее поедание. Экструдированные корма имеют низкую влажность, что позволяет идеально сохранять их в течение 6 месяцев без загнивания и плесневения.

В связи с этим целью наших исследований явилось изучение химического состава экструдированного ячменя, выращенного в условиях Нижегородской области Княгининского района.

Материалы и методы исследований

Исследования проводились в ГБОУ ВО НГИЭУ. Материалом для изучения выступило зерно ячменя, взятого из хозяйства Княгининского района Нижегородской области.

Экструдированный ячмень готовили на экструдере. Исходная смесь поступает в бункер измельчителя из внешней системы подачи. После включения электродвигателя, а затем питателя смесь из бункера подается в приемную воронку и далее в винтовую часть измельчителя. При прохождении по винтовую части смесь перемалывается, проходит тепловую обработку, перемешивается под давлением и выдавливается из измельчителя. Разогрев смеси осуществляется за счет сил трения в процессе перемещения по винтовой части. При переработке зерна готовый продукт выходил через отверстие выходного устройства в виде жгута. Лопатки отсекателя измельчают его по мере выхода из винтовой части.

Настройка температуры процесса и коэффициента взрыва зерна выполняется измельчением зазора между гайкой и наконечниками, а также изменением площади выходного отверстия путем замены выходной втулки. Уменьшение зазора и площади выходного отверстия приводит к увеличению температуры продукта и коэффициента взрыва, и наоборот, увеличение зазора и площади выходного отверстия приводит к уменьшению температуры продукта и коэффициента взрыва. Для обеспечения стабильности процесса переработки зерновых кормов проводилось увлажнение продукта с использованием системы подачи воды.

Оценка качественных характеристик образцов осуществлялась в аккредитованном испытательном лабораторном центре ФГБОУ ВО Чувашской ГСХА. В исследованиях применяли общепринятые и стандартные методы определения качества зерна и готовой зерновой продукции.

Результаты исследований и их обсуждение. Анализ готового корма показал, что в результате экструдиро- вания происходят изменения химического состава продукции.

Содержание влаги в зерне и зерновых продуктов значительно влияет на срок безопасного их хранения. Сложность хранения данных кормов объясняется их большой сорбционной емкостью, так как обладают гигроскопическими свойствами, вследствие, чего происходит изменение их влажность. Поэтому содержание влажности является основополагающим фактором для высокой сохранности зерна. Отмечено, что влажность экструдированного зерна была ниже по сравнению с цельным зерном (11,98 против 7,34%) (рисунок 1). Содержание влаги в зерне является важнейшим фактором его сохранности. На сухом зерне не могут развиваться микроорганизмы, которые являются основным фактором его порчи при хранении.

Кроме этого, при отмеченном сравнении в зерне ячменя массовая доля сухого вещества достоверно была ниже на 4,64 абс. % (Р<0,05).

Количество сырого жира в экструдере достоверно ниже на 0,38 абс.% (Р<0,05) по сравнению с цельным зерном. Вероятнее всего часть жира при высоком давлении не терялась (таблица 1).

Таблица 1

Химический состав цельного и экструдированного ячменя (воздушно-сухое состояние)

В процессе экструдирования повышается стабильность жиров, благодаря тому, что такие ферменты, как липаза, вызывающие прогоркание масел, разрушаются в процессе экструзии, а лецитин и токоферолы, являющиеся природными стабилизаторами, сохраняют полную свою активность. Зерновое сырье находится под воздействием максимальных температур всего примерно 5-6 секунд, а для окисления требуется гораздо более высокая температура и более длительная тепловая обработка.

Исследования показали, что процент содержания сырой клетчатки в приготовленном корме был ниже на 0,14 абс.%, что связано с распадом в процессе на вторичный сахар.

В экструдированном зернедостоверно увеличивалось содержание безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) за счет некоторого снижения содержания других органических веществ. При этом в составе БЭВ доля крахмала уменьшалась с 64,58 до 59,22%, вероятнее вследствие желатинизации крахмала в зерне. В процессе экструзии крахмал желатинируется, что повышает его усвояемость в организме животного. При выходе из экструдера температура и давление резко падают, что приводит к увеличению готового продукта в объеме. При этом доля сахара в готовом продукте возрастала 4 до 5,6%. Отмечено снижение содержания каротина под воздействием высокой температуры, сократилось в экструдированном зерне ячменя на 0,05 абс. мг/кг.

Существенное значение в эффективности использовании зерновых кормов относится к минеральному составу (таблица 2).

Таблица 2 Минеральные вещества экструдированного зерна

Из данных таблицы 2 установлено, что в минеральной части химического состава экструдированного ячменя отмечено некоторое повышение таких элементов как медь, калий, натрий и магний, соответственно на 0,64, 211,4, 34,78 и 36,08 абс. мг/кг.

Известно, что большое практическое значение имеет метод обеззараживания зерна. В результате баротермического воздействия, возникающего в процессе экструдирования, происходит стерилизация зерна, вследствие чего в приготовленном экструдате не отменно содержание токсических элементов и микотоксинов (таблица 3).

Таблица 3 Количество микотоксинов в экструдированном зерне

Из таблицы видно, что относительно низкий уровень обнаружения охратоксина А в исследованных пробах не превышало максимально допустимого уровня (МДУ). Допустимый уровень охратоксина А в зерне и продуктах его переработки составляет 0,5 мг/кг. Токсины Т-2 в количествах, не превышающих МДУ, были обнаружены в изучаемых пробах зерна.

Кроме того, случаи обнаружения микотоксинов, в том числе на уровнях, превышающих МДУ, могут быть результатом нарушения условий хранения, в том числе при транспортировке продовольственного зерна. Таким образом, интенсификация сельскохозяйственного производства актуализирует постоянный контроль безопасности продукции и взаимодействия контролирующих органов и производителей.

Заключение

Результаты проведенных исследований позволяют заключить, что экструдирование является положительным способом. Необходимо дальнейшее совершенствование данного способа с включением экструдера в рацион молочных коров в зависимости от условий выращивания зерновых кормов. Что позволит наиболее сбалансированно и экономически целесообразно покрывать потребность питательных веществ в рационах коров, использовать с включением экструдированной зерновой части в состав комбикормов-концентратов. Необходимо отметить, что процесс экструдирования значительно повышает вкусовые свойства, питательную ценность и усвояемость конечного продукта. Кроме этого, экструзия является одним из методов обеззараживания кормового зерна. Во влажном зерне быстро возрастает количество бактерий и грибов, в процессе экструдирования происходит стерилизация зерна и инактивация, находящихся токсических веществ.

Список источников

1. Афанасьев В.А. Разработка и внедрение инновационных технологических и технических решений для комбикормовой промышленности // Технологии пищевой и перерабатывающей промышленности АПК - продукты здорового питания. 2013. №1. С. 39-46.

2. Боярский Л., Юмашев Н. Повышение питательности кормов и использование кормового протеина // Молочное и мясное скотоводство. 2005. № 1. С. 4-7.

3. Бузоверов С.Ю. Влияние экструдирования и химического способа «защиты» протеина кормов на обмен веществ и продуктивность лактирующих коров: дис. ... канд. с.-х. наук. Красноярск, 2008. 199 с.

4. Гаганов А.П., Григорьев Н.Г. Использование зерна кормовых бобов, рапса и ячменя в составе экструдированных смесей в рационах коров // Зоотехния. 2005. № 1. С. 18-19.

5. Анализ теоретических исследований по экструзионной обработке материалов / Н.В. Гаврилов, А.К. Курманов, У.Б. Хасенов, М.Н. Гаврилов // Совершенствование инженерно-технического обеспечения технологических процессов в АПК. Оренбург. 2006. № 7. 79 с.

6. Зайцев В.В., Константинов В.А. Экструдированные корма в кормлении коров // В сборнике: аграрная наука: поиск, проблемы, решения. Материалы Международной научно-практической конференции, посвященной 90-летию со дня рождения Заслуженного деятеля науки РФ, доктора сельскохозяйственных наук, профессора В.М. Куликова, 2015. С. 57-61.

7. Иевлев М.Ю., Швецов Н.Н., Швецова М.Р. Кормление коров кормосмесями с проращенным экструдированным зерном // Проблемы с.-х. производства на современном этапе и пути их решения: матер. 15-й Междунар. науч.-произв. конф. Белгород: Изд-во БелГСХА, 2011. С. 164.

8. Мишанин А.С. Повышение эффективности приготовления экструдированного корма с обоснованием параметров матрицы пресс-экструдера. Автореферат диссертации. Пенза, 2010. 18 с.

9. Исследования процесса экструдирования смеси зерновых концентратов с измельченной зеленой массой бобовых трав / В.И. Пахонов, С.В. Брагинец, А.С. Алферов, М.В. Гайдаш, Ю.В. Степанова // Вестник Донского государственного технического университета. 2016 № 2 (85). С. 154-159.

10. Швецов Н., Походня Г., Саламахин С. Новые комбикорма с экструдированным зерном // Животноводство России. 2009. № 10. С. 43-44.

References

1. Afanasyev, V.A. Development and implementation of innovative technological and technical solutions for the feed industry. Technologies of the food and processing industry of the agroindustrial complex - healthy food products, 2013, no. 1, pp. 39-46.

2. Boyarsky, L. and N. Yumashev. Increasing the nutritional value of feed and the use of feed protein. Dairy and meat cattle breeding, 2005, no. 1, pp. 4-7.

3. Buzoverov, S.Yu. The influence of extrusion and the chemical method of "protection" of proteinaceous feeds on the metabolism and productivity of lactating cows. PhD Thesis. Krasnoyarsk, 2008. 199 p.

4. Gaganov, A.P. and N.G. Grigoriev. The use of grain of fodder beans, rapeseed and barley as part of extruded mixtures in cow diets. Zootechnia, 2005, no. 1, pp. 18-19.

5. Gavrilov, N.V. A.K. Kurmanov, U.B. Khasenov and M.N. Gavrilov. Analysis of theoretical studies on extrusion processing of materials. Improvement of engineering and technical support of technological processes in the agro-industrial complex. Orenburg, 2006, no. 7. 79 p.

6. Zaitsev, V.V. and V.A. Konstantinov. Extruded feed in cow feeding. in the collection: agricultural science: search, problems, solutions. Materials of the International scientific and Practical conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of the Honored Scientist of the Russian Federation, Doctor of Agricultural Sciences, Professor V.M. Kulikov, 2015, pp. 57-61.

7. Ievlev, M.Yu., N.N. Shvetsov and M.R. Shvetsova. Feeding cows with mixtures with sprouted extruded grain. Problems of agricultural production at the present stage and ways to solve them: mater. 15th International Scientific-Production Conference. Belgorod: Publishing House of BelGSHA, 2011. Р. 164.

8. Mishanin, A.S. Improving the efficiency of the preparation of extruded feed with the justification of the parameters of the matrix of the press extruder. Abstract of the dissertation. Penza, 2010. 18 р.

9. Pakhonov, V.I., S.V. Braginets, A.S. Alferov, M.V. Gaidash and Yu.V. Stepanova. Studies of the extrusion process of a mixture of grain concentrates with crushed green mass of legumes. Bulletin of the Don State Technical University, 2016, no. 2 (85), pp. 154-159.

10. Shvetsov, N., G. Pokhodnya and S. Salamakhin. New compound feeds with extruded grain. Animal Husbandry of Russia, 2009, no. 10, pp. 43-44.

Размещено на Allbest.ru