Соевые бобы и продукты их переработки в рационе

В зависимости от технологии переработки соевые бобы могут обеспечить рацион высококачественным белком, расщепляемым, нерасщепляемым и растворимым протеином, энергией, жиром и клетчаткой (Таблица 1.).

Источник: Dairy Reference Manual, third edition. NRAES-63.

Данные таблицы можно использовать в случае, когда нет возможности провести анализ. СВ = сухое вещество, СП = сырой протеин, RUP = нерастворимый в рубце протеин, РП = растворимый протеин, ЧЕЛ = чистая энергия лактации, Ca = кальций; P = фосфор; Mg = магний; K = калий; S = сульфур; Mn = марганец; Cu = медь; Zn = цинк; Fe = железо.

Соевые бобы обеспечивают рацион протеином и энергией. Если они прошли правильную температурную обработку, то могут дополнительного стать источником нерасщепляемого в рубце протеина и жира. А соевые бобы, которые не подвергали нагреву — источником расщепляемого и растворимого в рубце протеина.

Соевый шрот используется как высокобелковый ингредиент в рационах молочных коров. Существуют продукты термообработки соевого шрота, которые обеспечивают рацион дополнительным нерасщепляемым в рубце протеином.

Соевая шелуха является отличным дополнением рациона перевариваемой клетчаткой. Его часто добавляют в рационы коров, чтобы расширить кормовую базу или минимизировать риск заболевания животных ацидозом рубца.

Без сомнения, соя и продукты ее переработки обеспечивают рацион молочных коров разнообразными питательными веществами. Однако, как и в случае с другими кормами, существуют определенные ограничения в их использовании. О них нужно знать, чтобы получить максимальный эффект от скармливания этого продукта коровам.

Сырая соя (не подвергнутая тепловой обработке)

Семена сои, которые не прошли температурную обработку, можно успешно добавлять в рацион коров. Они является источником расщепляемого и растворимого в рубце протеина, а также энергии в виде жира. Рекомендуемое количество этого ингредиента — 10% сухого вещества в общем рационе. Для дойных коров — не более 1,8-2,2 кг количества физического корма.

Сырая соя содержит ферменты, которые могут негативно влиять на усвояемость некоторого количества жира соевых бобов. К ним относятся липаза и липооксидаза. Липаза вызывает прогорклость или образование свободных жирных кислот масла, содержащегося в соевых бобах. Ферменты с антипитательными качествами инактивируются под действием температуры, превышающей 80°С. Липооксидаза окисляет ненасыщенные жирные кислоты в перекись. Последние могут быть токсичными для микроорганизмов рубца, если животные будут потреблять большое количество сырой необработанной сои.

Молодые телята очень чувствительны к перекиси, поэтому желательно не давать телятам сырую сою в течение четырех месяцев после рождения. Липооксидаза разрушается при температуре выше 49°С.

Чтобы избежать проблем, связанных с упоминавшимися ферментами (например, прогорклость корма), рекомендуют хранить зерно сои в цельном недробленом виде. Если же его не планируют скармливать необработанным, то соевые бобы следует измельчить на вальцах, передробить или перетереть перед тем, как добавлять к зерновой смеси. В идеале ее нужно готовить один раз в две недели зимой и один раз в неделю летом.

Сырые соевые бобы содержат фермент уреаза, расщепляющий мочевину в аммиак и углекислый газ. Именно по этой причине не рекомендуют добавлять мочевину в рацион, в который входят нативные соевые бобы. Если мочевина скармливается вместе со свежими измельченными или размолотыми зернами сои, то она способна относительно быстро выделять аммиак, вступая с ними в контакт. Коровы весьма чувствительны к газообразному аммиаку, поэтому если рацион содержит много таких азотных соединений, как аммиак, это может привести к уменьшению потребления сухого вещества.

Теоретически, если бы при составлении общего смешанного рациона, вместо сырых измельченных или размолотых соевых бобов использовали цельные недробленые зерна, вряд ли фермент действовал бы на мочевину. Однако, практически это возможно лишь тогда, когда ни одно зернышко не будет повреждено при смешивании или раздачи корма. Силос с добавлением мочевины можно скармливать вместе с сырой соей, если в нем практически не остается мочевины после силосования.

Сырая соя содержат ингибитор трипсина и, вероятно, другие антиферменты, которые могут снижать переваривание белка в моногастричных животных. К антипитательным веществам сои относится также и специфический белок Соин. Он обладает токсическим действием на некоторых животных с однокамерным желудком. Все эти факторы не влияют в значительной степени на физиологическое состояние КРС благодаря уникальному процессу обмена веществ в рубце.

Соя после тепловой обработки

После термообработки в зерне сои содержится (в пересчете на сухое вещество) 33-34% сырого протеина, 15-20% жира, а количество влаги обычно составляет 12%. Если соя прошла надлежащую термическую обработку, то содержание нерасщепляемого в рубце протеина составляет 50%, содержания сырого протеина.

Основными способами тепловой обработки бобов сои является экструзия и прожарка. Оба имеют как преимущества, так и недостатки.

Прожарка сои

Популярный способ скармливания соевых бобов, который обеспечивает в рационе содержание непереваримых в рубце протеина и жира. Последние эффективно действуют в большинстве типов рациона. Согласно наблюдениям, питательные вещества проявляют себя лучше во время кормления силоса злаково-бобовых. Количество прожаренной сои в общем рационе может составлять 18% по сухому веществу. Однако, во многих случаях, если в рацион добавляют другие концентрированные ингредиенты, то ее будет меньше.

Существует два основных типа прожарки сои — барабанный прокальщик и высокотемпературный тостер, в котором зерна перемещаются по перфорированной плите, через которую продувается нагретый до высокой температуры воздух. В барабанных сушилках зерно помещают в сушильный барабан с температурой воздуха от 204-316°С. Зерно сои находится под воздействием высокой температурой около минуты. Оно может подгореть, если будет оставаться в барабане дольше. Процент подгорания бобов, как правило, минимален.

Оборудование (тостер), в котором зерно движется по перфорированной отверстиями плите, через которую продувается горячий воздух обеспечивает меньший процент подгорания зерна и может быть более энергосберегающим, чем предыдущий. Обычно, его цена выше.

Основная цель прожарки — достичь равномерного нагрева и доступности сои при воздержании от охлаждения в течение некоторого времени. Соевые бобы, которые проходят через барабан прокальщика становятся достаточно питательным кормом. Самым распространенным методом прокаливания, как правило, является обдувка открытым пламенем.

К факторам, которые влияют на содержание нерасщепляемого в рубце протеина при использовании метода прожаривания открытым пламенем относятся: содержание влаги в зернах, их чистота и температура окружающей среды. Нет ничего необычного в том, что количество упомянутого протеина варьируется в пределах 40-65% сырого протеина. Это и объясняет различные результаты в надоях во время исследований.

Исследователи штата Висконсин показали разницу в количестве нерасщепляемых в рубце протеина и лизина при различной температурной обработке (Таблица 2). Оказывается, что оптимальная температура прокаливания соевых бобов для скармливания дойным коровам не должна превышать 146 ° С. После этого зерно нельзя охлаждать в течение тридцати минут. При этом температура бобов сои при выдержке их горячими всегда будет ниже, чем температура бобов после выхода из прокальщика из-за испарения влаги. Она будет на 10-20°С ниже в зависимости от содержания влаги в сое.

Таблица 2

Источник: Cornell Nutrition Conference Proceedings, 1994. Use of heat processed soybeans in dairy rations. L.D. Satter, T.R.Dhiman and J.T. Hsu.

Как измерить правильную температуру прокаливания

Отличие в показателях надоев после скармливания прожаренных соевых бобов может объясняться неправильной процедурой прожарки. Если температура недостаточна, то количество нерасщепляемого в рубце протеина в рационе может существенно уменьшиться. Высокая же температура вызывает образование продуктов реакции Майяра, которая приводит к тому, что протеин не усваивается в тонком кишечнике. Количество лизина, доступного для усвоения в послерубцовом отделе также уменьшается из-за несоблюдения правильной технологии прожарки. Именно поэтому важно установить нормативные значения, которыми будут пользоваться производители молока, покупая качественный продукт.

Существуют тесты, которые определяют, насколько температура нагрева соответствовала требованиям. Простым методом является тестирование активности уреазы, которая выражается через показатель pH. Если он находится в пределах 0,05-0,30, это свидетельствует о правильной технологии прожарки. В общем смешанном рационе или зерновой кормо-смеси с содержанием мочевины желаемое значение — 0,05-0,10.

Другой известный тест определяет индекс дисперсности белка (PDI). Расщепляемость кормового ингредиента снижается при увеличении времени и температуры нагрева. Используя эту процедуру, можно определить как долго соевые бобы находились при высокой температуре в время прожарки.

PDI для оптимально прожаренных зерен сои — 9-11. Соевые бобы, в которых PDI превышает значение 14, считаются недостаточно прожаренными. Основной недостаток показателя PDI заключается в том, что теряется чувствительность показателей после того, как достигается оптимальный уровень нагрева. Например, если PDI находится в пределах от 14 до 9, процент нерасщепляемого в рубце протеина и лизина увеличивается (Таблица 2). Даже самая маленькая разница в нагревании может повлиять на ценность прожаренных соевых бобов. Но ее трудно определить, так как этот метод недостаточно чувствителен.

Размер частиц прожаренных соевых бобов

Большинство исследователей показывают, что размер частиц также влияет на расщепляемость протеина в прожаренных зернах сои. От них зависит и то, насколько высокопроизводительные коровы усваивают протеин. Дело в том, что протеин в маленьких частицах расщепляются быстрее в рубце, чем в больших.

Исследователи университета в штате Висконсин (США) наблюдали за дойными коровами после того, как им давали большее количество цельного прожаренного зерна сои. Коровам скармливали рацион, в котором было 50:50 грубого корма и концентрата, в котором количество недробленой сои составляло 0, 12, 18 и 24 процента сухого вещества. Производительность и состав молока отражены в Таблице 3. Согласно результатам исследования, производительность возросла, когда в рацион добавляли прожаренные бобы в количестве 12-18% по сухому веществу.

Таблица 3. Надои и состав молока коров, которые потребляли цельные соевые бобы разной степени прожарки.

Источник: Knapp D. M. et al., 1991. J. Dairy Sci. 74:2563-2572.

Примечание: рационы содержали НДК 26-27%, сырого протеина — 16,8-19,7%, чистой энергии лактации — 1,68-1,74 Мкал / кг, количество жира в рационах 0, 12, 18 и 24 была 3 0%, 5,1%, 6,4% и 7,0% соответственно (на основе сухого вещества).

В другом исследовании, которое также проводилось в штате Висконсин, определили продуктивность молочных коров после того, как им скармливали прожаренные соевые бобы разной степени измельчения (таблица 4). Рацион состоял из сенажа люцерны, силоса кукурузы, нелущеные кукурузы с высоким содержанием влаги, соевых бобов, минералов и витаминов. Бобы сои составили 18% рациона (по сухому веществу) во всех экспериментах. Значение PDI соответствовало 10,6. Наибольшая производительность наблюдалась после скармливания цельных зерен / половинок и половинок / четвертинок.

Таблица 4. Потребление сухого вещества и молочная продуктивность коров, которые потребляли соевое зерно различной степени измельчения.

Источник: Dhiman T. R. et al., 1996. J Dairy Sci. 80:1722-1727.

Соевое зерно нагревали при 146,11oС в коммерческой суарни и выстаивали в течение 30 мин. перед охлаждением.

В штате Пенсильвания исследовали влияние технологии переработки на расщепляемость протеина в рубце. Двум голштинам ранней лактации ввели канюли, чтобы определить как размер измельчения влияет на перевариваемость соевых зерен в рубце. Источником протеина были сырая и прожарена соя, которую измельчали ​​или размалывали.

Таблица 5 содержит показатели эффективности рубцовой переваримости соевых бобов различной технологии переработки. Помол соевого зерна увеличивал общую площадь поверхности частиц и способствовал расщеплению субстрата рубцовыми микроорганизмами. Результаты показали, что расщепляемость сырого протеина размолотой прокаленной сои не отличался от измельченного сырого зерна и размолотого соевого шрота.

Таблица 5. Эффективность переваримости в рубце (%) сои различной обработки.

Источник: Lykos T. et al., 1995. J. Dairy Sci. 78:1789-1801.

На основе нескольких фундаментальных исследований пришли к выводу, что измельчение зерна на целое/половинки и половинки/четвертинки является оптимальным размером частиц для рубца. Соевое зерно цельное или измельченное на половинки, в незначительной степени или вообще не разделяется смесями компонентов корма. Однако, для зерновых смесей или других добавок лучше всего подходит зерно размером половинка/четвертинка. Если цель кормления прокаленной соей обеспечить рацион нерасщепляемыми в рубце протеинами, то не рекомендуют использовать в рационе растертое или гранулированное соевое зерно.

Экструдированная соя

Экструдированные соевые бобы подвергаются высокотемпературному влиянию, в течение которого выходная температура продукта может колебаться в пределах 132-149°С. Экструзия происходит под воздействием нагрева и давления на продукт в течение некоторого времени. В ходе этого процесса соевые бобы размалываются, нагреваются в шнеке экструдера, откуда получается продукт в виде жгута. Продукт нагревается за счет преобразования механической энергии в тепло под влиянием физического воздействия — измельчение зерен. Во время экструзии разрушаются жировые связи сои, это может ускорять проход жиров в рубце при скармливании такого продукта молочным коровам. Скармливание экструдированной сои может привести к снижению жирности молока.

Таблица 6 показывает результаты опубликованных и не опубликованных исследований, в которых сравнивали прожаренные и экструдированные соевые бобы с соевым шротом и сырой соей. Молочная продуктивность в среднем выросла на 1,36 кг молока в день. Результат, вероятно, занижен, поскольку во многих сравнениях использовали недостаточно прожаренные зерна.

Таблица 6. Реакция животных после употребления прожаренных соевых зерен.1

Источник: Cornell Nutrition Conference Proceedings, 1994. Use of heat processed soybeans in dairy rations. L.D. Satter, T.R. Dhiman and J.T. Hsu.

1. Соевый шрот либо не прожаренное соевое зерно давали контрольной группе
2. Число в скобках — количество сравнений

Соевый шрот

Соевый шрот — полноценный сбалансированный источник протеина. Он содержит все незаменимые аминокислоты и является концентрированным источником протеина и энергии. Кроме того, этот корм содержит меньшее количество клетчатки по сравнению с другими масличными культурами.

Существует два основных вида соевого шрота. Один из них изготавливается по технологии прямого вымывания масла органическим растворителем, в результате чего получают шрот с содержанием сырого протеина 44%. Другой способ предполагает предварительное удаление пленок сои, затем такое же вымывание масла органическим растворителем. С обшелушеной сои получают шрот с 48% сырого протеина.

Существует также соевый шрот с высоким содержанием нерасщеплаемого в рубце протеина, который изготавливают под воздействием нагревания для добавления в рационы с высоким содержанием байпасного протеина. Эффективность использования в рационе того или иного вида соевого шрота оценивается на основе питательных веществ, которыми он обеспечивает рацион, и цены каждого питательного элемента.

Экстракционный соевый шрот (по технологии прямой экстракции масла органическим растворителем)

Этот продукт содержит 44 или 48% сырого протеина в корме в физическом весе (50% и 54,5% в переводе на абсолютно сухое вещество, соответственно). Соевый шрот с 48% сырого протеина содержит около 8% натурально-детергентной клетчатки НДК, а в шроте с 44% СП — 14% НДК, поскольку он смешан с прокаленной размеленной шелухой.

Соевый шрот изготавливают, измельчая соевое зерно, добывают соевое масло с помощью такого органического растворителя, как гексан. Соевое масло является популярным продуктом на рынке и используется в пищевой промышленности.

Соевый жмых, изготовленный прессовым методом

В результате этого процесса удаляют меньшее количество масла. Энергетическая ценность этого продукта выше предыдущего, поскольку содержит больше масла. Этот продукт обычно малодоступен. (В США, но не в Украине. В Украине — это один из самых распространенных соевых продуктов *прим. переводчика)

Высокопротеиновый соевый шрот

Добавляя обычный соевый шрот в рацион, мы обеспечиваем его расщепляющимся протеином. Однако, только незначительное его количество «спасается» от рубца. Нагрев или обработка соевого шрота способствуют химическим реакциям между сахарами и аминокислотами, которые повышают протеиновую ценность продукта. В зависимости от способа обработки, количество нерастворимого в рубце протеина может варьироваться в пределах 50-70%.

Ученые не проводили большого количества исследований, используя прокаленный соевый шрот в рационах дойных коров по сравнению с прожаренными соевыми зернами. Доступно минимум информации, которая касается только условий нагрева шрота.

К коммерческим методам производства полножирового соевого шрота относятся: переработка с помощью шнекового пресса, экструдера.

В выборе продукта вам помогут результаты исследований. Примите во внимание и влияние количества содержания нерастворимого в рубце протеина на кормление и экономическую ценность шрота.

Торговые марки, которые используют этот метод SoyPlus® и Soy Best®. Профайл питательных веществ на основе сухого вещества марки SoyPlus®:

Таблица 7.

Провели немало исследований, в которых сравнивают SoyPlus® и сырой (не переработанный) соевый шрот. В исследовательских источниках количество нерасщепляемого в рубце протеина варьируется в пределах от 55% до 67%. Результаты большинства экспериментов, в которых использовали SoyPlus®, показали рост надоев, однако в некоторых разницы не обнаружили.

Профайл питательных веществ для торговой марки на основе сухого вещества следующий:

Таблица 8.

Результаты исследований, в которых использовали Soy Best ®, обычно демонстрировали повышение молочной продуктивности.

Прессованный соевый шрот (жмых)

Этот продукт изготавливается под многими торговыми марками, например, Soy King®, InstaSoy-XP®, SoyMax®. Нет данных по поводу нерасщепляемого протеина и молочной продуктивности после потребления коровами продуктов этих марок.

Другое название этого способа — lignosulfate treated шрот. Согласно исследованию, этот шрот превращался в «защищенный», когда его нагревали при 148,9oС в течение 30 минут после смешивания с ксилозой и содержанием влаги 17%.

По данным исследований, в которых сравнивали Soy Pass® и сырой шрот, количество нерасщепляемого протеина колебалось в пределах от 66% до 82%. Большинство из них зафиксировали увеличение молочной продуктивности. Однако, в некоторых разницы не обнаружили. Одно исследование показало, что после потребления неферментативно обжаренный соевый шрот коровы давали столько молока, сколько они дают, потребляя вдвое меньше сырой сои.

Соевая шелуха

Соевая шелуха — продукт переработки соевых бобов. Она содержит немного лигнина, имеет высокую энергетическую ценность, богата переваримой в рубце клетчаткой. В большинстве случаев долю шелухи в рационе можно доводить до 10% сухого вещества и использовать как в период лактации, так и в сухостой.

В штате Небраска исследовали соевую шелуху как заменитель клетчатки грубых кормов в начале и середине лактации. При этом ставили цель определить, как влияет на производительность добавление грубо измельченного сена в рационы, где соевой шелухи было 25% или 42% сухого вещества грубого корма (Таблица 7). Контрольный рацион содержал 60% силоса без соевой шелухи.

Коровы, которые потребляли рацион с высоким содержанием соевой шелухи вместе с сеном, давали больше молока жирностью 4% по сравнению с контрольной группой. Потребляя корм с высоким и низким содержанием соевой шелухи без сена, у животных уменьшилась жирность молока, но возросло количество в нем протеина (таблица 8). В этом конкретном исследовании соевая шелуха стала успешным заменителем грубых кормов, но только в сочетании с грубо измельченным сеном.

Результаты нескольких исследований побудили прийти к выводу, что использование соевой шелухи вместо грубого корма может влиять или наоборот на надои и состав молока. Большое количество этой шелухи в рационе негативно влияет на рубец, здоровье животного и уменьшает жирность молока. В противном случае, если добавлять много шелухи вместо злаковых, то это приведет к снижению молочной продуктивности. Это объясняется недостаточным количеством энергии в рационе. Необходимо проводить дополнительные исследования, чтобы определить ограничения в добавлении соевой шелухи вместо грубого корма и / или концентрата.