100 лет использования соевого белка в кормлении дойных коров
В 1878 году Фридрих Хаберландт, профессор инженерии растений Венского университета природных ресурсов, опубликовал труд «Соевые бобы». В нем он сообщил об обширных исследованиях и экспериментах по выращиванию бобовых в Центральной Европе. Среди них были отчеты об успехах фермеров и садоводов из Центральной Германии.
Основываясь на результатах и энтузиазме специалистов и фермеров, он предсказал великое будущее этой культуры. Хаберланд умер в год, когда была опубликована его книга, и ему не пришлось узнать, что это так и осталось лишь видением будущего. Хотя бобы по-прежнему выращивалась в небольших масштабах, они редко попадали в кормушки. В частности, причиной этого стали низкие и нестабильные урожаи.
В, вероятно, наиболее важных работах по кормлению животных ХХ века «Кормление сельскохозяйственных животных» и «Основы теории кормления животных» Оскара Келлнера, которые были опубликованы в 4-х изданиях с 1907 по 1911 годы самим Келлнером и с 1911 по 1966 гг. Фингерлингом, Шойнертом и Беккером в еще 11 изданиях, соевые бобы упоминаются только в 6 -м издании (1920 г.). В научных трудах 20 века о кормах также отмечалось, что соевые корма представляют собой импортные продукты из-за границы. Доля их в рационах молочного скота оставалась довольно низкой до 1950-х годов. В то время как в ФРГ, особенно из-за тесных торговых отношений с Северной Америкой, доля соевого шрота в молочном скоте после окончания войны увеличилась, в ГДР их незначительное использование было зарезервировано для нескольких государственных племенных хозяйств.
Соевый шрот — это побочный продукт производства масла из цельных бобов. В нем особенно высоко содержание протеина. В Западной Германии доля соевого шрота в рационах молочного скота выросла, но редко превышала рекомендацию в книге Келлнера 1,5–2 кг на корову в день. Лишь в начале 21 века, когда произошел взрывной рост производительности, использование шрота в кормлении молочных коров по всей Германии стала увеличиваться не по дням, а по часам. Так в Свободной земле Саксония соевый шрот до 2009 года покрывал почти 50% общей потребности молочных коров в протеине. В рационах можно было обнаружить до 4 кг соевого шрота.
С 2010 года, с тенденцией к переходу молокоперерабатывающих заводов на молоко, не содержащее ГМО, а точнее, на молоко от коров, которых кормят сырьем, не содержащим ГМО, эта доля быстро снизилась. В настоящее время она составляет около 8%. Из-за растущей критики высокого уровня импорта белковых кормов в ЕС, а также из-за климатических изменений, в настоящее время нет недостатка в усилиях со стороны профильных ассоциаций и различных организаций для поддержки выращивания сои в Германии. По данным German Soy Promotion Ring, в 2019 году в Германии было выращено около 29200 гектаров сои. Основными площадями возделывания были Бавария (15 700 га) и Баден-Вюртемберг (7668 га). Объем выращенных в Германии соевых бобов соответствовал примерно 2% от необходимого количества в год.
Кормовая ценность полножирной сои (цельных соевых бобов)
При сравнении выбранных табличных значений показателей питательности заметно, что практически нет серьезных различий между данными из литературных источников за последние 100 лет (Таблица 1).
*Рассчитывается из переваримости сырых питательных веществ (подробно о том, как рассчитать NEL в этой статье)
Соевые бобы состоят на треть из белка и на 18% из жира. Более высокое содержание клетчатки, которое приводится в более поздней литературе, часто связано с количеством шелухи в партиях собственно выращенной сои. Однако, поскольку NDF шелухи сои хорошо усваивается жвачными животными, ее присутствие не является нежелательным.
Для жвачных животных соевые бобы обычно содержат мало вторичных ингредиентов или антипитательных веществ, которые накладывают ограничения на их использование. Известны такие вещества, как ингибиторы трипсина, фитиновая кислота, гемаглютенины или липооксидазы, которые при кормлении моногастричных животных определенно ведут к ограничению использования или сокращению вариантов обработки. Но при кормлении жвачных следует отметить относительно высокую концентрацию уреазы. Одновременное использование цельных соевых бобов с кормовой мочевиной может привести к быстрому высвобождению аммиака в кормовой смеси, что может ухудшить потребление корма и привести к перенасыщению концентрации аммиака в преджелудках желудках.
При использовании цельных соевых бобов (полножирной сои) для жвачных животных необходимо учитывать содержание жира. Однако при максимально допустимой норме до 800 г незащищенного жира в ежедневном рационе дойных коров можно было бы скармливать почти 4 кг соевых бобов.
Повышенное содержание сахара около 100 г на кг цельных соевых бобов не требует каких-либо более строгих ограничений, если только рацион уже не содержит высокий уровень сахара.
В литературе иногда описываются органолептические изменения молока (запах, вкус) при скармливании более 2 кг цельных соевых бобов. Это объясняется высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот и их аэробной нестабильностью (образование пероксидов, жирных сопутствующих веществ). Кроме того, необходимо учитывать, что высокое содержание ненасыщенных жирных кислот также может влиять на консистенцию молочного жира и срок его хранения (мягкое масло, высокое йодное число). Рекомендация по использованию (максимально допустимое количество для скармливания) максимум 3 кг цельных соевых бобов на корову в день кажется безопасной учитывая все вышеупомянутые факторы.
Качество протеина соевых бобов
По мере увеличения надоев (>25 кг/животное в день) при обеспечении животного протеином должна возрастать доля нерасщепляемого в рубце протеина (UDP). Белковые концентраты для дополнения рационов высокопродуктивных коров являются действительно разумными и недорогими только в том случае, если они имеют высокое содержание UDP. Чтобы заменить 1 кг рапсового шрота, требуется всего около 1 кг полножирной сои – с точки зрения сырого протеина. Но чтобы заменить 1 кг рапсового шрота (35% UDP от сырого протеина) с точки зрения UDP, необходимо использовать 1,2 — 1,6 кг сырых цельных соевых бобов (15-20% UDP от сырого протеина). Соответственно, соотношение цены и качества соевых продуктов должно быть на треть дешевле, чем у рапсового шрота.
Поэтому было исследовано влияние тепловой обработки на качество белка полножирной сои. Как правило, термическая обработка улучшает стабильность при хранении (максимальная остаточная влажность 6%), усвояемость (инактивация веществ, влияющих на вкус и осахаривание, удаление нежелательных летучих веществ) и в определенной степени улучшает гигиенические качества корма.
Согласно нашим тестам с Eco-Toaster от Agrel, доля стабильного в рубце белка увеличилась в три раза при повышении температуры примерно до 170°C (график 1). Растворимость белка снизилась в 5 раз.
Однако при температуре ≥190°C было очевидно сильное повреждение белка. Четверть белка была настолько повреждена, что соевые бобы стали неперевариваемыми и денатурированными. Содержание лизина и аргинина было снижено на 50%, а сумма продуктов Майяра, как индикатор теплового повреждения белка, была на 8 г/кг выше, чем в исходном материале.
Соевый корм сам по себе содержит мало метионина (примерно 1% от XP), но богат лизином (>6% XP). Но даже при температуре теплообработки 170°C не было установлено очевидного преимущества тостированной полножирной сои над коммерчески доступным рапсовым шротом.
Термическая обработка остается необходимой, но ее необходимо срочно стандартизировать и ограничить, чтобы ее можно было выгодно использовать для улучшения кормовой ценности. Здесь срочно требуется прогресс в знаниях. С одной стороны, надежные лабораторные аналитические показатели необходимы для контроля коммерческих товаров, услуг и внутренних процессов. С другой стороны, процесс термообработки должен быть более строго определен, чтобы иметь возможность оценивать разнообразие технологических решений, параметров и комбинаций.
Окупается ли тепловая обработка, определяют как желаемый эффект защищенного протеина (содержание UDP), так и рыночная цена альтернативных кормов, таких как рапсовый шрот. В таблице 2 показаны максимально допустимые затраты на термообработку для увеличения содержания UDP в соевых продуктах с 20 до 45% при различных ценах на рапсовый шрот.
Соевые бобы в кормовом опыте в Колличер (Köllitsch)
Цельные соевые бобы, выращенные в Köllitsch были обжарены при температуре на входе 140°C с производительностью 100 кг/ч с помощью Eco-Toaster от Agrel, а затем измельчены для скармливания. В таблице 3 показаны выборочные данные о кормовой ценности цельных бобов по сравнению с рапсовым шротом. Хотя два протеиновых концентрата различаются лишь незначительно по содержанию протеина, разница в содержании жира, крахмала и, следовательно, в содержании энергии и клетчатки очень очевидна.
Как и ожидалось, рапсовый шрот содержал более высокое содержание метионина. Содержание UDP от сырого протеина, оцененное с использованием белковых фракций и модифицированного HFT, снова было значительно выше в поджаренных соевых бобах.
В 60-дневном кормовом опыте с 2-мя однородно составленными группами по 30 дойных коров каждая (около 40 кг молока на корову в день) в LVG Köllitsch 3,3 кг сухого вещества рапсового шрота были полностью заменены на 2,9 кг сухого вещества тостированной полножирной сои собственного производства без дополнительных корректировок рациона. Изучалось влияние на потребление корма, удой и состав молока, а также на различные показатели в навозе и моче.
В таблице 4 показаны оба тестовых рациона и результаты кормления. В скармливаемых рационах были установлены различия по ожидаемым более высоким показателям жира и, следовательно, более высокому содержанию энергии в рационе с соей, а также более высокой доли UDP.
Потребление корма и NDF было на ожидаемом высоком уровне и не различалось между группами кормления. Влияние более высокого содержания жира, крахмала и энергии в соевых бобах не было обнаружено в анализе TMR, а также не повлияло на потребление корма.
В то время как более высокий баланс азота в рубце (RNB) в рационе с рапсовым шротом отразился как в более высоком содержании мочевины в молоке, так и в более высоком выделении азота с мочой, значительно более низкое потребление метионина в группе на рационе с соей не имело заметных последствий. Напротив, содержание молочного белка в группе с соей было в конечном итоге на 0,1% выше, что, возможно, может указывать на расчетным путем определенное более высокое потребление UDP. Расчетный баланс между поглощением азота и высвобождением азота с молоком в конечном итоге не отличался между группами.
Выводы
Соевые бобы, выращиваемые на ферме, могут полностью заменить рапсовый шрот в рационах дойных коров, обеспечивая суточный удой почти 40 кг. В конце концов, импортный кормовой протеин больше не используется в Köllitsch. Использование чуть менее 3 кг полножирной сои оказалось эквивалентным с точки зрения успешности кормления и даже лучшим с точки зрения использования азота.
Однако целые бобы должны быть подвергнуты определенной термической обработке, прежде чем их можно будет использовать для кормления. Для этого срочно необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить и в конечном итоге контролировать процесс термообработки. Также необходима разработка внутрихозяйственных или мобильных тостеров, чтобы термообработка была легкой в обслуживании и энергоэффективной. Чтобы вытеснить недорогой рапсовый шрот из молока, цена обжаренных цельных соевых бобов не должна превышать цену на рапсовый шрот более чем на 14%.
Автор: проф. Олаф Штайнхёфель и д-р. Сириван Мартенс, LfULG, Köllitsch
Перевод: Елена Бабенко
Источник: soft-agro.com
В 1878 году Фридрих Хаберландт, профессор инженерии растений Венского университета природных ресурсов, опубликовал труд «Соевые бобы». В нем он сообщил об обширных исследованиях и экспериментах по выращиванию бобовых в Центральной Европе. Среди них были отчеты об успехах фермеров и садоводов из Центральной Германии.
Основываясь на результатах и энтузиазме специалистов и фермеров, он предсказал великое будущее этой культуры. Хаберланд умер в год, когда была опубликована его книга, и ему не пришлось узнать, что это так и осталось лишь видением будущего. Хотя бобы по-прежнему выращивалась в небольших масштабах, они редко попадали в кормушки. В частности, причиной этого стали низкие и нестабильные урожаи.
В, вероятно, наиболее важных работах по кормлению животных ХХ века «Кормление сельскохозяйственных животных» и «Основы теории кормления животных» Оскара Келлнера, которые были опубликованы в 4-х изданиях с 1907 по 1911 годы самим Келлнером и с 1911 по 1966 гг. Фингерлингом, Шойнертом и Беккером в еще 11 изданиях, соевые бобы упоминаются только в 6 -м издании (1920 г.). В научных трудах 20 века о кормах также отмечалось, что соевые корма представляют собой импортные продукты из-за границы. Доля их в рационах молочного скота оставалась довольно низкой до 1950-х годов. В то время как в ФРГ, особенно из-за тесных торговых отношений с Северной Америкой, доля соевого шрота в молочном скоте после окончания войны увеличилась, в ГДР их незначительное использование было зарезервировано для нескольких государственных племенных хозяйств.
Соевый шрот — это побочный продукт производства масла из цельных бобов. В нем особенно высоко содержание протеина. В Западной Германии доля соевого шрота в рационах молочного скота выросла, но редко превышала рекомендацию в книге Келлнера 1,5–2 кг на корову в день. Лишь в начале 21 века, когда произошел взрывной рост производительности, использование шрота в кормлении молочных коров по всей Германии стала увеличиваться не по дням, а по часам. Так в Свободной земле Саксония соевый шрот до 2009 года покрывал почти 50% общей потребности молочных коров в протеине. В рационах можно было обнаружить до 4 кг соевого шрота.
С 2010 года, с тенденцией к переходу молокоперерабатывающих заводов на молоко, не содержащее ГМО, а точнее, на молоко от коров, которых кормят сырьем, не содержащим ГМО, эта доля быстро снизилась. В настоящее время она составляет около 8%. Из-за растущей критики высокого уровня импорта белковых кормов в ЕС, а также из-за климатических изменений, в настоящее время нет недостатка в усилиях со стороны профильных ассоциаций и различных организаций для поддержки выращивания сои в Германии. По данным German Soy Promotion Ring, в 2019 году в Германии было выращено около 29200 гектаров сои. Основными площадями возделывания были Бавария (15 700 га) и Баден-Вюртемберг (7668 га). Объем выращенных в Германии соевых бобов соответствовал примерно 2% от необходимого количества в год.
Кормовая ценность полножирной сои (цельных соевых бобов)
При сравнении выбранных табличных значений показателей питательности заметно, что практически нет серьезных различий между данными из литературных источников за последние 100 лет (Таблица 1).
*Рассчитывается из переваримости сырых питательных веществ (подробно о том, как рассчитать NEL в этой статье)
Соевые бобы состоят на треть из белка и на 18% из жира. Более высокое содержание клетчатки, которое приводится в более поздней литературе, часто связано с количеством шелухи в партиях собственно выращенной сои. Однако, поскольку NDF шелухи сои хорошо усваивается жвачными животными, ее присутствие не является нежелательным.
Для жвачных животных соевые бобы обычно содержат мало вторичных ингредиентов или антипитательных веществ, которые накладывают ограничения на их использование. Известны такие вещества, как ингибиторы трипсина, фитиновая кислота, гемаглютенины или липооксидазы, которые при кормлении моногастричных животных определенно ведут к ограничению использования или сокращению вариантов обработки. Но при кормлении жвачных следует отметить относительно высокую концентрацию уреазы. Одновременное использование цельных соевых бобов с кормовой мочевиной может привести к быстрому высвобождению аммиака в кормовой смеси, что может ухудшить потребление корма и привести к перенасыщению концентрации аммиака в преджелудках желудках.
При использовании цельных соевых бобов (полножирной сои) для жвачных животных необходимо учитывать содержание жира. Однако при максимально допустимой норме до 800 г незащищенного жира в ежедневном рационе дойных коров можно было бы скармливать почти 4 кг соевых бобов.
Повышенное содержание сахара около 100 г на кг цельных соевых бобов не требует каких-либо более строгих ограничений, если только рацион уже не содержит высокий уровень сахара.
В литературе иногда описываются органолептические изменения молока (запах, вкус) при скармливании более 2 кг цельных соевых бобов. Это объясняется высоким содержанием ненасыщенных жирных кислот и их аэробной нестабильностью (образование пероксидов, жирных сопутствующих веществ). Кроме того, необходимо учитывать, что высокое содержание ненасыщенных жирных кислот также может влиять на консистенцию молочного жира и срок его хранения (мягкое масло, высокое йодное число). Рекомендация по использованию (максимально допустимое количество для скармливания) максимум 3 кг цельных соевых бобов на корову в день кажется безопасной учитывая все вышеупомянутые факторы.
Качество протеина соевых бобов
По мере увеличения надоев (>25 кг/животное в день) при обеспечении животного протеином должна возрастать доля нерасщепляемого в рубце протеина (UDP). Белковые концентраты для дополнения рационов высокопродуктивных коров являются действительно разумными и недорогими только в том случае, если они имеют высокое содержание UDP. Чтобы заменить 1 кг рапсового шрота, требуется всего около 1 кг полножирной сои – с точки зрения сырого протеина. Но чтобы заменить 1 кг рапсового шрота (35% UDP от сырого протеина) с точки зрения UDP, необходимо использовать 1,2 — 1,6 кг сырых цельных соевых бобов (15-20% UDP от сырого протеина). Соответственно, соотношение цены и качества соевых продуктов должно быть на треть дешевле, чем у рапсового шрота.
Поэтому было исследовано влияние тепловой обработки на качество белка полножирной сои. Как правило, термическая обработка улучшает стабильность при хранении (максимальная остаточная влажность 6%), усвояемость (инактивация веществ, влияющих на вкус и осахаривание, удаление нежелательных летучих веществ) и в определенной степени улучшает гигиенические качества корма.
Согласно нашим тестам с Eco-Toaster от Agrel, доля стабильного в рубце белка увеличилась в три раза при повышении температуры примерно до 170°C (график 1). Растворимость белка снизилась в 5 раз.
Однако при температуре ≥190°C было очевидно сильное повреждение белка. Четверть белка была настолько повреждена, что соевые бобы стали неперевариваемыми и денатурированными. Содержание лизина и аргинина было снижено на 50%, а сумма продуктов Майяра, как индикатор теплового повреждения белка, была на 8 г/кг выше, чем в исходном материале.
Соевый корм сам по себе содержит мало метионина (примерно 1% от XP), но богат лизином (>6% XP). Но даже при температуре теплообработки 170°C не было установлено очевидного преимущества тостированной полножирной сои над коммерчески доступным рапсовым шротом.
Термическая обработка остается необходимой, но ее необходимо срочно стандартизировать и ограничить, чтобы ее можно было выгодно использовать для улучшения кормовой ценности. Здесь срочно требуется прогресс в знаниях. С одной стороны, надежные лабораторные аналитические показатели необходимы для контроля коммерческих товаров, услуг и внутренних процессов. С другой стороны, процесс термообработки должен быть более строго определен, чтобы иметь возможность оценивать разнообразие технологических решений, параметров и комбинаций.
Окупается ли тепловая обработка, определяют как желаемый эффект защищенного протеина (содержание UDP), так и рыночная цена альтернативных кормов, таких как рапсовый шрот. В таблице 2 показаны максимально допустимые затраты на термообработку для увеличения содержания UDP в соевых продуктах с 20 до 45% при различных ценах на рапсовый шрот.
Соевые бобы в кормовом опыте в Колличер (Köllitsch)
Цельные соевые бобы, выращенные в Köllitsch были обжарены при температуре на входе 140°C с производительностью 100 кг/ч с помощью Eco-Toaster от Agrel, а затем измельчены для скармливания. В таблице 3 показаны выборочные данные о кормовой ценности цельных бобов по сравнению с рапсовым шротом. Хотя два протеиновых концентрата различаются лишь незначительно по содержанию протеина, разница в содержании жира, крахмала и, следовательно, в содержании энергии и клетчатки очень очевидна.
Как и ожидалось, рапсовый шрот содержал более высокое содержание метионина. Содержание UDP от сырого протеина, оцененное с использованием белковых фракций и модифицированного HFT, снова было значительно выше в поджаренных соевых бобах.
В 60-дневном кормовом опыте с 2-мя однородно составленными группами по 30 дойных коров каждая (около 40 кг молока на корову в день) в LVG Köllitsch 3,3 кг сухого вещества рапсового шрота были полностью заменены на 2,9 кг сухого вещества тостированной полножирной сои собственного производства без дополнительных корректировок рациона. Изучалось влияние на потребление корма, удой и состав молока, а также на различные показатели в навозе и моче.
В таблице 4 показаны оба тестовых рациона и результаты кормления. В скармливаемых рационах были установлены различия по ожидаемым более высоким показателям жира и, следовательно, более высокому содержанию энергии в рационе с соей, а также более высокой доли UDP.
Потребление корма и NDF было на ожидаемом высоком уровне и не различалось между группами кормления. Влияние более высокого содержания жира, крахмала и энергии в соевых бобах не было обнаружено в анализе TMR, а также не повлияло на потребление корма.
В то время как более высокий баланс азота в рубце (RNB) в рационе с рапсовым шротом отразился как в более высоком содержании мочевины в молоке, так и в более высоком выделении азота с мочой, значительно более низкое потребление метионина в группе на рационе с соей не имело заметных последствий. Напротив, содержание молочного белка в группе с соей было в конечном итоге на 0,1% выше, что, возможно, может указывать на расчетным путем определенное более высокое потребление UDP. Расчетный баланс между поглощением азота и высвобождением азота с молоком в конечном итоге не отличался между группами.
Выводы
Соевые бобы, выращиваемые на ферме, могут полностью заменить рапсовый шрот в рационах дойных коров, обеспечивая суточный удой почти 40 кг. В конце концов, импортный кормовой протеин больше не используется в Köllitsch. Использование чуть менее 3 кг полножирной сои оказалось эквивалентным с точки зрения успешности кормления и даже лучшим с точки зрения использования азота.
Однако целые бобы должны быть подвергнуты определенной термической обработке, прежде чем их можно будет использовать для кормления. Для этого срочно необходимы дальнейшие исследования, чтобы определить и в конечном итоге контролировать процесс термообработки. Также необходима разработка внутрихозяйственных или мобильных тостеров, чтобы термообработка была легкой в обслуживании и энергоэффективной. Чтобы вытеснить недорогой рапсовый шрот из молока, цена обжаренных цельных соевых бобов не должна превышать цену на рапсовый шрот более чем на 14%.
Автор: проф. Олаф Штайнхёфель и д-р. Сириван Мартенс, LfULG, Köllitsch
Перевод: Елена Бабенко
Источник: soft-agro.com
