Сельское хозяйство / 4.Технологии хранения и переработки сельскохозяйственной продукции

д.т.н. Станкевич Г.Н., асп. Бабков А.В.

Одесская национальная академия пищевых технологий, Украина

Повышение кормовой ценности растительного сырья с использованием озоновых технологий

Современной реальностью являются процессы общемировых экономического и продовольственного кризисов, проявляющиеся тотальной нищетой и голодом, усугубляемые войнами. Именно эти процессы диктуют необходимость более бережного подхода к имеющимся в наличии растительным ресурсам, и внимания к вопросам повышения энергетической и экономической эффективности сохранения и переработки доступного пищевого сырья.

Продукты питания и животные корма, основой которых являются зерновые культуры, имеют спрос во всем мире благодаря относительно низкой цене и высокому содержанию энергетически и биологически ценных веществ, что делает их не только неотъемлемой частью, но и очень часто - основой рациона человека и сельскохозяйственных животных. Поэтому направление поиска и разработки новых инновационных технологий и технических средств, которые способны обеспечить повышение эффективности послеуборочной обработки, гарантированного хранения, подготовительной обработки и окончательной переработки этого сырья в высококачественные продукты питания и корм, является важным аспектом обеспечения продовольственной и экономической стабильности государства в целом.

В связи с этим важность приобретает вопрос о повышении эффективности предварительной обработки и переработки доступного зернового сырья с соответствующим уменьшением расходов, сопровождающих изготовление конечной продукции, что позволяет увеличить рентабельность производственного процесса, повысить объемы готовой продукции и увеличить эффективность использования зерна.

Общеизвестно, что зерновые корма составляют 80-90 % рационов сельскохозяйственных животных, они полностью удовлетворяет их потребность в энергии, и на 50-70 % — в протеине. Интенсификация ведения животноводства побуждает ученых и практиков обращать внимание на рациональное использование зерновых кормов, в то же время, переваримость концентрированных кормов в значительной степени зависит от их подготовки к кормлению [1]. Именно поэтому, большое значение в современных исследованиях уделяется разработке новых и усовершенствованию известных способов обработки зерна при изготовлении кормов или предварительной подготовке кормов к скармливанию. Примерами подготовки кормов к скармливанию могут выступать известные способы дрожжевания комбикорма пивными дрожжами [2] или дрожжевание запаренной и охлажденной ячменной дерти [3], что способствуют повышению аппетита животных, улучшению питательности и переваримости корма. Более современным примером обработки зернового сырья при изготовлении кормов может быть способ производства вспученного зерна, который позволяет снизить расходы на его производство и повысить кормовую ценность конечного продукта путем регулирования показателей, влияющих на факторы переваривания, в частности, на растворимость протеинов, что имеет решающее значение при использовании зерновых в рационе животных [4].

Общими недостатками этих способов является то, что их использование требует прохождения нескольких этапов в процессе приготовления корма или обработки зернового сырья, необходимости проведения предварительной специальной подготовки и использования ряда дополнительных компонентов, а также оборудования для проведения самой обработки. Вследствие этого, в зависимости от избранного способа обработки, направленного на повышение пищевой ценности корма или зернового сырья, значительно усложняется сам процесс, в результате чего, зачастую, нивелируется экономический эффект его использования.

Именно поэтому актуальным является вопрос разработки новых простых в исполнении и экономически целесообразных способов повышения кормовой ценности зернового сырья, основанных на более перспективных методах, легко осуществимых как на базе зерноперерабатывающих предприятий, так и в условиях фермерских хозяйств. В последнее время в агропромышленном комплексе приобретает развитие тенденция использования технологий, основанных исключительно на основе безопасных и экологически чистых методов. К таким методам можно отнести использование озона и воздуха обогащенного озоном (ВОО), основным действующим веществом которых является наиболее экологически чистый элемент - кислород. Озон является активной формой кислорода и вместе с ним входит в состав газовой смеси, которая формирует воздух, поэтому условно возможно назвать воздух с искусственно увеличенной частью озона в ней - активной формой воздуха (АФП) или употреблять для этого широко распространенный термин – озоно-воздушная смесь (ОВС) [5, 6].

Серия лабораторных и производственных экспериментов, проведенных в ОНАПТ, показала, что использование обработки ОВС зернового сырья, в зависимости от свойств конкретной зерновой массы, позволяет повысить питательность зерна путем улучшения степени переваримости питательных компонентов сырья (белков, углеводов, клетчатки и т.д.) и повышения их доступности к действию ферментов пищеварительного тракта.

Первые позитивные результаты, подтверждающие повышение переваримости обработанного ОВС зернового сырья, были получены при лабораторном исследовании переваримости с использованием в модельном эксперименте системы пепсин-трипсин. Удалось доказать, что обработка ОВС, например, пшеницы, при определенных режимах, позволяет ‒ повысить переваримость этого зерна, в сравнении с необработанным образцом, в среднем на 7…18 %.

Более детальное изучение процессов, благодаря которым получены такие результаты показало, что при этих режимах обработки ОВС зерновой массы пшеницы происходят глубокие изменения в белковом комплексе зерна. Благодаря направленному воздействию ОВС, удается увеличить количество растворимой фракции низкомолекулярного белка в 1,5…2,0 раза за счет расщепления высокомолекулярных белковых структур. Наблюдаются процессы деструкции белковых веществ, соответственно, растет содержание водорастворимых, спирторастворимых и не осаждаемых трихлоруксусной кислотой азотсодержащих веществ. Анализ аминокислотного состава показал, что в зависимости от “жесткости” применяемых режимов обработки можно добиться некоторого перераспределения в аминокислотном составе белковых фракций зерна, связанного с процессами разрушения высокомолекулярных структур и их переходом в более низкомолекулярные соединения или превращением аминокислот в другие азотсодержащие компоненты.

Детальное изучение процессов взаимодействия ОВС с зерновым растительным сырьем, получение безопасных продуктов при использовании предложенной технологии обработки, были проверены в ходе медико-биологических исследований на животных. Так, при использовании в рационе подопытных крыс 50 % к рациону обработанной ОВС с целью повышения пищевой ценности пшеницы, получается, что процесс набора живого веса животными на 4…9 % интенсифицируется в сравнении с контрольной группой, которая получала в составе рациона 50 % той же пшеницы, но не обработанной ОВС. Кроме того, определение в динамике формулы крови животных, показало, что в группе животных, получавших обработанную ОВС пшеницу, наблюдался заметно более высокий показатель содержания белка. В среднем он был на 3-7 % выше, чем в контроле, но не выходил за рамки нормы, отмечена положительная тенденция уровня холестерина, общих липидов и низкомолекулярных фракций липидов. Основные показатели, характеризующие наличие патологического процесса, не выходили за пределы нормы и были сопоставимы с показателями группы контрольных животных на общевиварийном рационе.

Реализация предложенных режимов обработки ОВС для повышения пищевой ценности зерна пшеницы в условиях фермерского хозяйства (сельскохозяйственный эксперимент), показала, что возможно увеличить молочную производительность коров на 5…10 %, в зависимости от количества обработанного зерна в рационе, при этом сохраняются высокие показатели качества молока с тенденцией их улучшения за счет увеличения массовой части сухого обезжиренного молочного остатка и общего белка в продукте.

Таким образом, на основании проведенной серии лабораторных и производственных экспериментальных исследований удалось установить еще одно перспективное направление использования озоновых технологий в пищевой промышленности, в частности, при переработке в корм зернового сырья. Разработан инновационный подход повышения пищевой ценности растительного сырья, с использованием современного экологически чистого средства - ОВС.

Литература:

1. Кулик, М.Ф. Сучасні та перспективні технології зберігання і використання вологого зернофуражу [Текст] / М.Ф. Кулик, Т.В. Засуха, О.В. Жмудь та ін. – К.: Світ, 2000. – 246 с.

2. Лоншаков, Г.А. Рост, развитие и сохранность поросят-отъемышей при кормлении кормом, дрожжеваным пивными дрожжами [Текст] / Г.А. Лоншаков // Научно-технический бюллетень – Даль НИВИ, 1988. – Т.1. – С. 21-23.

3. Туяков, Р.Б. Дрожжевание кормов – один из резервов повышения продуктивности животных [Текст] / Р.Б. Туяков, В.Д. Ким, Т.С. Сабитов и др. // Вестник сельскохозяйственной науки Казахстана – 1990 г. - №5. – С. 63-64.

4. Патент РФ на винахід: RU № 2432779 от 10.11.2011, МПК А23L 1/18 (2006.01), Луканов С.В. Способ производства вспученного зерна [Текст]. – [Електронний ресурс]. – Режим доступу: http://www.freepatent.ru/images/patents/28/2432779/patent-2432779.pdf.

5. Лунин, В.В. Физическая химия озона [Текст] / В.В. Лунин, М.П. Попович, С.Н. Ткаченко – М.: Изд-во МГУ, 1998 г., – 480 с.

6. Graham, D.M. Use of ozone for food processing [Текст] / D.M. Graham // Food Technology – 1997, № 51. – Р. 121–137.