Использование молочной сыворотки в производстве кормов
Молочная сыворотка в кормлении с.х. животных
Вторник, 16 августа 2016 23:55
Молочная сыворотка состоит в основном из лактозы, протеина, минералов и воды.
В большинстве случаев жидкая сыворотка содержит всего 4-9% сухого вещества, но ее твердая фракция -относительно высокую питательность. Содержание протеина в сыворотке может колебаться от 9 до 30% (СВ). Впрочем, в среднем показатель находится в пределах от 11 до 13%. По энергетической питательности сыворотка подобная нелущеной кукурузе. Иногда сыворотка может содержать от 7 до 8% жира, но в большинстве случаев это 0,2-1% (СВ). В состав молочной сыворотки входят витамины группы В, витамин С, никотиновая кислота, холин, витамин А, витамин Е и биотин. Также она содержит кальций, магний. Именно поэтому крайне необходимо в лабораторных условиях устанавливать питательный состав сыворотки. На сыроварнях США сыворотку сгущают, используя при этом два процесса: ультрафильтрацию и обратный осмос. В результате этого отделяют чистую воду, которую затем используют на производстве. Сгущенную сыворотку, в которой остается около 80% воды, транспортируют на фермы для скармливания животным.
Например, на сыроварне в Лоувилли за год производят примерно 23,6 млн. т сыворотки и 52% используют для кормления скота молочных фермах и ее доля из года в год растет. Обычно рН сгущенной сыворотки колеблется от 4,2 до 4, 5.
Питательный состав сгущенной сыворотки
Питательное вещество | В сухом веществе, % | В физическом выражении, % |
Сухое вещество | 100 | 19,5 |
Жир | 0,1 | 0,0 |
Протеин | 0,3 | 0,1 |
Зола | 13,6 | 2,7 |
Лактоза | 86,2 | 16,8 |
Сладкая сыворотка (ее получают при сквашивании молока сычужным ферментом) питательнее, чем кислая (когда молоко сквашивает молочнокислыми бактериями). Несмотря на то, оба вида сыворотки за короткий период достигают низкого уровня рН (примерно 3-4), благодаря чему имеем минимальные проблемы с порчей продукта.
Коровы голштинской породы могут выпивать от 36 до 45 кг жидкой сыворотки в сутки, если имеют свободный доступ к ней. Это может отразиться на потреблении грубого корма, если рацион не сбалансировать по содержанию в нем концентратов. Именно поэтому следует подчеркнуть значимость балансировки в рационе доли концкорма зависимости от количества питательных веществ, которые животные могут получить из сыворотки. К сыворотке следует относиться как к жидкого концентрированного корма.
Обычно при скармливании жидкой сыворотки молочному скоту не возникает больших проблем. Вместе с тем следует сказать, что они могут быть – прежде всего это вздутие или ацидоз. Так случается тогда, когда запасы сыворотки заканчиваются, а потом голодным животным позволяют вволю напиться. Животные должны иметь доступ к сыворотке по крайней мере 18-20 часов в сутки. Важно, чтобы при скармливании жидкой сыворотки, коровы имели свободный доступ к воде. Конечно, они сами регулировать количество потребления жидкости, но вода должна постоянно.
Иногда подачу воды ограничивают до 5-10 часов в сутки в течение нескольких дней, когда только начинают скармливать жидкую сыворотку, чтобы поощрить коров потреблять именно ее. Не советуют скармливать больше 45-68 кг сыворотки на корову в день. Жидкой сывороткой можно кормить ремонтный молодняк.
Консультативная служба Корнельского университета решила провести опрос среди фермеров, которые используют сгущенную сыворотку как составляющую рациона для коров. Исследователи прислали анкеты в 26 хозяйств, где коровам скармливают этот продукт. Откликнулись на запрос 15 фермеров. Почти на всех фермах использовали сыворотку от одного производителя – сыроварни Kraft, что находится в городке Лоувил в штате Нью-Йорк. Цель опроса – на основе практического опыта обобщить преимущества и недостатки использования сгущенной сыворотки в кормлении коров, установить оптимальное количество ингредиента в рационе, влияние на продуктивность животных и особенности менеджмента кормления. Фермеры этого региона обычно сохраняют сгущенную сыворотку в танках вместимостью 12-24 м3. Они находятся как на открытом воздухе, так и под навесом. Сыворотку добавляют в кормосмеси и тщательно перемешивают с фуражом и другими кормовыми ингредиентами.
Высокий белый танк – типичная пластиковая емкость на 24 м3 для хранения сгущенной сыворотки.
Особенности кормления
Все участники опроса сообщили, что скармливают сыворотки от 0,45 до 6,35 кг (в физическом веществе) на корову в день, то есть в среднем 3,6 кг. На девяти фермах продукт добавляли в рацион позднего сухостоя от 0,45 до 2,3 кг в день (в среднем 1,5 кг). Один фермер, у которого одна сухостойная группа, скармливал 2 кг / гол. / день всем сухостойным коровам. Шесть производителей сообщили, что просто добавляют сыворотку в уже сбалансированный рацион; пять заменяли им молотую кукурузу; два использовали вместо минеральных добавок и один – вместо мелассы.
Профиль ферм участников опроса:
15 респондентов из молочных ферм штата Нью-Йорк.
Размер стада – от 90 до 1200 коров, но в среднем 350 голов.
Годовой надой – от 8600 до 12700 кг, в среднем 10900 кг молока.
На 12-ти фермах беспривязное стойловое содержание, на одной – привязи, на двух – комбинированное.
Все фермеры используют полностью смешанные рационы.
Сухостой: на всех, кроме одной фермы, есть группы раннего и позднего сухостоя.
Продолжительность скармливания сыворотки – от 1 до 36 месяцев, в среднем 12 месяцев.
Что думают о сыворотке молочники
На графике продемостровано, что большинство фермеров убеждены в том, что сыворотка способствует лучшей молочной продуктивности. Большинство производителей вполне устраивает этот ингредиент корма учитывая удобство его использования и планируют работать с ним и дальше. Несколько фермеров считают, что молочная сыворотка положительно сказалась на составе молока, или на здоровье животных или эффективности воспроизводства.
Степень удовлетворения фермеров от применения сыворотки в рационах
Перевод:
По вертикали– Количество ответов
Легенда:
- Согласен
- Нейтрально отношусь
- Не согласен
По горизонтали:
- Потребление сухого вещества
- Вкус
- Молочная продуктивность
- Компонентный состав молока
- Метаболические расстройства
- Способность к воспроизведению
- Легкость смешивания в миксере
- Удобство в работе
- Постоянное качество
- Продолжение использования
- Что-нибудь из вышеперечисленного улучшилось?
Дополнительные преимущества
Кроме оценки отношения к перечисленным в графике аспектов применения сыворотки, производители молока отметили еще и такие плюсы от ее скармливания скоту:
• Сыворотку можно использовать для балансировки влажности рациона.
• Она хорошо взаимодействует с сухими компонентами корма.
• Сыворотка – отличная добавка к грубым кормам с низким содержанием энергии.
• Ее можно использовать как добавку к грубым кормам, которые не содержат достаточное количество сахаров.
• Это относительно дешевый продукт, который помогает снизить кормовые затраты в случае замены сывороткой определенных ингредиентов рациона.
• новотельные коровы лучше потребляют рационы с сывороткой и меньше страдают расстройствами здоровья.
• Благодаря сыворотке зерно прикрепляется к частным грубого корма в кормосмеси.
Недостатки сыворотки как корма
Несмотря на очевидные преимущества продукта, фермеры вспомнили и о трудностях, которые возникают при его использовании в полностью смешанных рационах:
- Сыворотка делает корм липким в миксере и на кормовом столе, но больших проблем с этим не возникает.
- Сыворотка становится дополнительным ингредиентом корма, которым нужно управлять, и который требует еще одного дополнительного действия во время приготовления кормосмеси.
- Вызывает определенные трудности, если ее надо добавлять при каждой загрузки миксера.
Как избежать потенциальных проблем
Четыре фермеры сообщили, что по крайней мере один раз была проблема с замерзанием сыворотки. Они предлагали решения: теплоизоляцию трубопроводов и емкостей с сывороткой, использования насосов для предупреждения замерзания. На фермах, где медленно используют сыворотку, может сворачиваться осадок, поэтому периодически стоит взбалтывать жидкость.
Источник информации: By-Product Feedstuffs in Dairy Cattle Diets in the Upper Midwest ву Randy Shaver, Professor and Extension Dairy Nutritionist, Department of Dairy Science College of Agricultural and Life Sciences, University of Wisconsin – Madison
comments powered by
Источник
— [ Страница 1 ] —
На правах рукописи
Алсултанов Турпалали Ломалиевич
ТЕХНОЛОГИЯ УНИВЕРСАЛЬНОЙ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ НА БАЗЕ МОЛОЧНОЙ СЫВОРОТКИ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА КОМБИКОРМОВ
Специальность 05.18.01 – «Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства»
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва 2007
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств.
Научный руководитель: доктор технических наук, доцент
Калошина Елена Николаевна
Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор
Черных Валерий Яковлевич
доктор технических наук, профессор
Малин Николай Иванович
Ведущая организация: ОАО «Всероссийский научно-исследовательский институт комбикормовой промышленности»
Защита состоится « » _______ 2007 г в ___ на заседании Диссертационного Совета Д.212.148.03 при ГОУВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское шоссе, д.11., ауд.___
Просим Вас принять участие в заседании Диссертационного Совета или прислать отзыв в двух экземплярах с печатью учреждения по вышеуказанному адресу.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГУПП.
Автореферат разослан « »____________2007
Ученый секретарь
Диссертационного Совета
к.т.н. Подольская М.В.
Актуальность темы
На современном уровне развития промышленности, в производстве комбикормов огромное значение придается экономии материальных ресурсов, снижению их себестоимости, и выпуску комбикормов высокого качества. В России при производстве комбикормов существует проблема обеспечения комбикормовых предприятий в достаточном количестве качественным сырьем, позволяющим производить разнообразные комбикорма, сбалансированные по питательным веществам в соответствии с физиологическими потребностями сельскохозяйственных животных и птиц. Многие отрасли пищевой промышленности, перерабатывая сельскохозяйственное сырье, образуют отходы, большинство из которых являются вторичными сырьевыми ресурсами. К таким отходам пищевых предприятий относится молочная сыворотка, образуемая на конечном этапе переработки молока на творог, сыр, казеин. При этом в среднем образование молочной сыворотки составляет 79% от исходного количества молока. Большая часть молочной сыворотки не используется в промышленной переработке, а возвращается поставщикам молока для выпаивания животных, что не эффективно из-за низкого содержания сухих веществ и большого количества воды.
Создание сухих кормовых добавок на основе молочной сыворотки с использованием сухих кормовых средств является актуальной задачей для эффективного использования вторичных сырьевых ресурсов, эффективных методов утилизации на основе передовых ресурсосберегающих технологий.
В данной работе осуществлялась разработка технологии производства универсальной кормовой добавки на основе молочной сыворотки, позволяющая обеспечить максимальное использование всех ее питательных компонентов и расширить кормовую базу комбикормовой промышленности.
Актуальность данного направления исследований подтверждается тем, что они проводились в рамках федеральной научно-технической программы Министерства науки РФ «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники гражданского направления», программы Министерства образования и науки РФ «Научные исследования высшей школы по приоритетным направлениям науки и техники» и по заказу Министерства сельского хозяйства РФ и НИПТИ «Агропромпрогресс».
Цели и задачи исследований
Основной целью исследований было расширение кормовой базы комбикормовой промышленности путем вовлечения универсальной сухой кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
- изучение и анализ химического состава и питательности молочной сыворотки;
- определение эффективности различных способов обработки и применения молочной сыворотки в кормопроизводстве;
- изучение возможности ввода молочной сыворотки через кормовую добавку на ее основе с использованием отходов пищевых производств в качестве наполнителя;
- изучение действия и выбор ферментных препаратов используемых в комбикормовой промышленности, для повышения усвоения питательных веществ кормовой добавки на основе молочной сыворотки;
- исследование кинетики сушки кормовой добавки, выбор метода и определение рациональных параметров сушки;
- исследование качественных характеристик и питательности полученной кормовой добавки;
- исследование влияния ввода кормовой добавки на реологические свойства комбикормов;
- оптимизация рецептов комбикормов, содержащих универсальную кормовую добавку на основе молочной сыворотки;
- зоотехнические исследования комбикорма с использованием универсальной кормовой добавки и рекомендации по применению;
- разработка нормативной документации на кормовую добавку на основе молочной сыворотки.
Научная новизна работы
Научно обоснована технология комплексной биотехнологической и термической переработки молочной сыворотки в высокопитательный кормопродукт.
Научно обоснован выбор сухих составляющих компонентов кормовой добавки из молочной сыворотки.
Установлено оптимальное соотношение компонентов кормовой добавки.
Показана необходимость применения ферментов Лактозим и МЭК-СХ-3 для повышения усвоения питательных веществ кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Исследованы и раскрыты пути интенсификации процесса сушки кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Определены химический состав, физические и технологические свойства кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Практическая значимость
Разработана комплексная ресурсосберегающая технология получения кормовой добавки, позволяющая расширить кормовую базу комбикормовой промышленности путем утилизации молочной сыворотки.
Рекомендовано осуществлять сгущение молочной сыворотки, ее гидролиз, смешивание с сухим наполнителем и дальнейшей сушкой.
Доказана возможность использования разработанной сухой кормовой добавки на основе молочной сыворотки в рецептах комбикормов для сельскохозяйственных животных и птиц.
Определены оптимальные режимы воздействия ферментных препаратов Лактозим и МЭК-СХ-3 на компоненты кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Установлены рациональные режимы и метод сушки кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Рекомендовано применять для сушки кормовой добавки вальцовые сушилки.
Доказано, что кормовая добавка на основе молочной сыворотки может использоваться в качестве связующего вещества при производстве гранулированных комбикормов.
Разработана нормативная документация (проект ТУ и технологический регламент) на кормовую добавку на основе молочной сыворотки.
Проведены зоотехнические исследования комбикорма с вводом кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Проведены испытания по производству кормовой добавки на основе молочной сыворотки.
Апробация работы
Основные результаты исследований, выполненные автором, докладывались на научно-практической конференции «Наука и Карьера» (г. Москва, 29 апреля 2003г.), III Юбилейной Международной выставке-конференции «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» посвященной 75-летию МГУПП (г.Москва, 2005 г.), IV Международной конференции-выставке «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации» (г.Москва 2006 г.)
Структура и объем работы
Диссертационная работа состоит из введения, современных тенденций использования молочной сыворотки в производстве комбикормов (обзор литературы), экспериментальной части, технологической части, экономической части, выводов и практических рекомендаций, списка литературы (157 наименований) и приложений. Работа изложена на 161 странице машинописного текста, содержит 38 рисунков и 35 таблиц, а также приложения.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
1. Современные тенденции использования молочной сыворотки в производстве комбикормов
В данном разделе проанализирована молочная сыворотка, способы ее использования в пищевой промышленности и применение в кормопроизводстве. Рассмотрена кинетика сушки высоковлажных материалов, проведен анализ различных методов сушки, форм связи влаги с сухим веществом, контактного влагообмена при смешивании сухих и влажных материалов. Проанализированы различные сухие кормовые средства для использования в качестве наполнителя (сорбента) при создании кормовых добавок на основе молочной сыворотки. Приведена характеристика биологически активных веществ применяемых в кормлении животных. Способы повышения биологической ценности комбикормов и кормовых добавок.
На основании проведенного анализа сформированы цели и задачи исследования.
2. Экспериментальная часть
Исследования проводились в лабораториях кафедр МГУПП: «Хранение зерна и технология комбикормов», «Процессы и аппараты пищевых производств», «Энергетика теплотехнологии» и межкафедральной проблемной научно-исследовательской лаборатории «Физико-химических основ обработки пищевого и кормового растительного сырья», производственных лабораториях ОАО «Болшево хлебопродукт», ЗАО Межхозяйственное объединение «ИВИС», а также на ОАО «Тейковский комбикормовый завод» г. Тейково Ивановской области и ОАО «Угличская птицефабрика».
2.1. Объекты и методы исследований
При проведении исследований использовали такие объекты как: молочная сыворотка полученная с молочного завода г. Ступино Московской области, какаовелла с кондитерской фабрики «Красный октябрь», соевый и подсолнечный шроты – «Болшево хлебопродукт», кормовые добавки на основе молочной сыворотки с использованием сухих компонентов (какаовелла, соевый и подсолнечный шроты), полнорационный комбикорм ПК-1 для кур-несушек.
В работе применялись ферментные препараты Лактозим, Брюзайм, Зимафилт, МЭК-СХ-3.
Отбор проб сырья и готовой продукции осуществляли по ГОСТ 13496.0 – 80, 13586.3-83, 27668-88, 13979.0-86, 51419-99. Влажность определяли по ГОСТ 13496.3-92.
Химические и биохимические анализы показателей: содержание сырого протеина, сырой клетчатки, сырого жира, сырой золы, кальция, фосфора, натрия – проводили стандартными методами по ГОСТам: Р-51417-99, 13496.2-91, 26226-95, 26570-95, 26657-97. Определение лактозы осуществляли по ГОСТ 29248-91. Анализ содержания сахаров проводили колориметрическим методом в присутствии реактива Шомодьи-Нельсона.
Расчет питательности компонентов кормовой добавки в овсяных кормовых единицах осуществляли по данным химического состава корма и величине жироотложения. Содержание обменной энергии определяли расчетным путем.
Для исследования кинетики сушки кормовых добавок на основе молочной сыворотки радиационным, конвективным и комбинированными методами, использовалась разработанная кафедрой «Процессы и аппараты пищевых производств» МГУПП экспериментальная установка.
Исследования кинетики сушки кормовой добавки на основе молочной сыворотки кондуктивным методом проводили на экспериментальной установке кафедры «Энергетика теплотехнологии» МГУПП.
Расчет рецептов комбикормов на ЭВМ проводили путем решения задач линейного программирования с использованием симплекс-метода.
Изучение влияния кормовой добавки на основе молочной сыворотки на реологические свойства комбикорма осуществляли на приборе определяющем прочностные характеристики материалов на сжатие, крощимость по ГОСТ 28497-90.
Токсичность кормовой добавки на основе молочной сыворотки осуществляли по ГОСТ 13496.7 – 92 на Тейковском комбикормовом заводе.
Зоотехническую оценку эффективности использования комбикормов, содержащих кормовую добавку на основе молочной сыворотки, проводили на Угличской птицефабрике на курах-несушках.
Выработку опытной партии комбикорма осуществляли на Тейковском комбикормовом заводе.
Кормовая добавка на основе молочной сыворотки была произведена на экспериментальном участке ПНИЛ «Физико-химических основ обработки пищевого и кормового растительного сырья». Экспериментальный участок включает в себя: молотковую дробилку, смеситель, барабанную сушилку и весы.
2.2. Исследования гидролиза молочной сыворотки
Основным углеводом молочной сыворотки является лактоза, которая составляет 90% от общего количества углеводов. Лактоза взрослыми животными не усваивается и негативно воздействует на пищеварительный тракт.
В работе проведены исследования, целью которых было гидролитическое расщепление лактозы на глюкозу и галактозу для повышения питательности молочной сыворотки и дальнейшего её применения при создании сухой кормовой добавки.
Предварительно негидролизованная молочная сыворотка сгущалась до содержания сухих веществ 50%, затем изучалось влияние фермента Лактозим на процесс гидролиза лактозы в сгущенной молочной сыворотке при изменении температуры, концентрации и продолжительности воздействия фермента. Критерием оценки активности фермента является изменение содержания лактозы, которое определялось стандартным йодометрическим методом.
При изучении процесса гидролиза молочной сыворотки исследовали влияние температуры (в диапазоне 30-60°С), концентрации фермента (от 0,1 до 1,0%) и продолжительности воздействия (от 1 до 6 ч.).
Анализ результатов исследования выявил, что наибольшее снижение лактозы наблюдалось при температуре 50°С и концентрации фермента 0,46%.
Результаты изучения продолжительности воздействия фермента на содержание лактозы приведены в табл. 1.
Таблица 1
Изменение содержания лактозы молочной сыворотки
под действием фермента Лактозим
| № п/п | Продолжи-тельность, ч | Концентрация, % | Массовая доля лактозы, % | Процент снижения лактозы, % |
| 1 | контроль | – | 4,78 | – |
| 2 | 1 | 0,46 | 3,84 | 19,7 |
| 3 | 2 | 2,43 | 49,2 | |
| 4 | 3 | 2,20 | 54,0 | |
| 5 | 4 | 2,14 | 55,2 | |
| 6 | 5 | 2,06 | 56,9 | |
| 7 | 6 | 1,98 | 58,6 |
Наиболее интенсивное влияние на гидролиз лактозы наблюдалось в первые три часа воздействия фермента Лактозим (при концентрации 0,46%), снижение содержание лактозы составило 54,0% (рис. 1). Дальнейший гидролиз молочной сыворотки не целесообразен, так как изменение содержания лактозы происходит незначительно, всего на 1-4%.
Таким образом оптимальным режимом гидролиза молочной сыворотки является: температура 50°С, концентрация 0,46% Лактозим и продолжительность воздействия три часа.
2.3. Составление исходных кормовых добавок на основе молочной сыворотки и сухих компонентов
Сушка растворов и жидкостей наиболее энергоемкий процесс в производстве сухих продуктов. Молочная сыворотка содержит 5-7% сухих веществ и ее прямое использование в производстве комбикормов не возможно. Для снижения энергетических затрат на процесс сушки молочную сыворотку следует вводить через кормовую добавку, с использованием сухих кормовых средств – наполнителей, являющихся хорошими сорбентами. Сорбенты должны свободно удерживать влагу и при дальнейшей сушке легко и быстро высыхать. В качестве сухих сорбентов при создании кормовой добавки на основе молочной сыворотки можно рассматривать как традиционные виды сырья применяемые в производстве комбикормов (шроты, отруби, мучки и др.) и нетрадиционные (какаовелла, арахисовая шелуха и др.) Выбор того или иного вида сорбента при создании кормовой добавки обусловлен структурой, формами связи влаги, образуемыми при их смешивании с молочной сывороткой, а также содержанием питательных веществ и усвояемостью.
2.3.1. Выбор сухих компонентов (сорбентов) для составления кормовых добавок на основе молочной сыворотки
В качестве сорбентов были выбраны и исследованы отходы пищевых производств, а именно: какаовелла, соевый и подсолнечный шроты. Они содержат весь набор питательных веществ, а протеина в них больше, чем в зерне злаковых культур.
Молочная сыворотка, представляющая собой жидкость, при смешивании с сухими компонентами повышает их влажность. Исходное содержание влаги в новом продукте зависит в первую очередь от количества находящейся в нем молочной сыворотки. Известно, что энергетические затраты на сушку влажных материалов зависит от начальной влажности. В связи с этим при создании исходных смесей руководствовались значением влажности в пределах 40-45 %. Такое влагосодержание кормовых смесей достигается при вводе молочной сыворотки в количестве 30-40%.
Для исследований были составлены различные композиции кормовых добавок из выбранных компонентов взятых в разных соотношениях (табл.2 ).
Таблица 2
Соотношение компонентов в кормовых добавках
| № п/п | Наименование сырья | № кормовой добавки | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 1 | Молочная сыворотка | 2 | 2 | 2 | 1 | 1 |
| 2 | Какаовелла | 3 | – | – | 1 | 1 |
| 3 | Соевый шрот | – | 3 | – | 1 | – |
| 4 | Подсолнечный шрот | – | – | 3 | – | 1 |
Источник