Корм для рыб с соевым белком

В настоящее время отделение масла от соевых бобов ведут преимущественно экстракционным способом, и вторичным продуктом в основном является шрот. Шроты изготавливают для кормовых и пищевых целей. В первом случае в обработку идут сырые необрушенные семена, во втором — бобы перед экстракцией масла проходят достаточно длительную подготовку: влаготепловую обработку, обрушивание, отделение оболочек и зародыша от ядра, кондиционирование и т.д. Эти шроты в настоящее время широко используются в пищевой промышленности. Поставляются в основном по импорту.

Отличительная особенность жмыхов и шротов из сои — высокое содержание сырого протеина — 46-50%. При этом важно, что почти половина белков представлена растворимыми глобулинами. Белки соевого шрота имеют благоприятное для животных соотношение аминокислот. Исключение составляет метионин, дефицит которого свойственен всем бобовым. По величине он больше, чем у подсолнечного и рапсового шротов, на 35-45%.

Содержание сырого жира в соевых жмыхах достигает 8%, в шротах — в пределах 0,5-3%. В соевых жирах преобладают линолевая (44-57%) и олеиновая (18-31%) кислоты. Количество незаменимой линоленовой составляет 6-9%. Этим жиры сои выгодно отличаются от подсолнечных, кукурузных и арахисовых. Углеводы характеризуются в два раза более низким уровнем клетчатки и более высоким — сахаров, чем у других употребительных шротов. В минеральной части присутствует много калия, но она бедна фосфором, кальцием и магнием. Количество витаминов близко к таковому у друтих видов жмыхов и шротов.

Отрицательные свойства необработанной или частично обработанной сои — высокое содержание антипитательных веществ [Антипитательные факторы…, 1993; Чернышов, Панин, 2000]. Они вызывают неблагоприятные изменения в метаболизме и негативно отражаются на структуре и деятельности различных систем организма животных. Кроме того, эти вещества имеют различную растворимость и устойчивость к температуре.

К термонеустойчивым соединениям соевых жмыхов и шротов относятся ингибиторы трипсина, уреаза, липоксидаза, лектины (фитогемагглютинины), белок соин, антитиреоидные вщества (гойтрогены) и другие, т.е. вещества, способные разрушаться под действием температуры.

Под действием тепла не теряют активности или теряют ее в слабой степени термоустойчивые гликозиды-сапонины и стероидный алкалоид-генистин (антивитамин Д).

Сапонины (до 0,5% от сухого вещества сои) — хорошо растворимые в воде ядовитые вещества, не содержащие азота. Они более опасны при прямом попадании в кровь (например, через жабры рыб в условиях рециркуляционных систем), чем в пищеварительный тракт. Высокий их уровень в корме тормозит действие основных протеолитических ферментов поджелудочной железы — трипсина и химотрипсина. В результате снижается переваримость белка. Кроме того, корм приобретает горький вкус.

Генистин находится в количестве 0,1-0,5%. Действуя как антивитамин Д, он влияет на содержание кальция в костях. Способствует нарушению костеобразования и, в частности, вызывает рахит. При высоком уровне в корме отрицательно действует на рост животных. Поэтому при использовании шрота в комбикормах для личинок и молоди рыб необходимо дополнительное введение витамина Д.

Среди термолабильных агентов, способных частично или полностью разрушаться при различных режимах влаготепловой обработки, наиболее вредное действие оказывают ингибиторы трипсина. По природе это глобулярные белки; их количество доходит до 1-3,2%. Они инактивируют трипсин в кишечнике и при длительном присутствии в корме вызывают патологическую гипертрофию поджелудочной железы. Патологические изменения в поджелудочной железе приводят к нарушению переваривания не только белка, но и других питательных веществ, а в конечном итоге — к снижению эффективности кормления и задержке роста.

С ингибиторами трипсина в количественном плане коррелирует другой фермент — уреаза, который расщепляет мочевину на аммиак и углекислоту. Ее активность легко поддается определению. Поэтому в практике кормопроизводства об уровне ингибиторов трипсина судят по активности уреазы. Согласно ГОСТам, в соевых шротах она должна составлять менее 0,2 ед. (по изменению pH за 30 мин).

Активность ингибиторов трипсина подавляют термообработкой. Известно, что при температуре 130°С инактивируется около 70% ингибиторов, при 190°С — до 95% [Чернышов, Панин, 2000]. Однако прогрев при высокой температуре приводит к другим отрицательным эффектам. В результате денатурации белков резко снижается растворимость (особенно преобладающей глобулярной фракции), а также частично теряется их питательная ценность (уменьшаются доступность лизина и аргинина и переваримость протеина в целом). Кроме того, перегрев приводит к увеличению риска повреждения жировой фракции. Это было обнаружено нами в опытах с карпами [Щербина, 1971; Щербина, Гамыгин, Салькова, 1996, 2000].

Белки лектины (фитогемагглютинины), содержание которых в сое достигает 1-3%, поступая в организм, обладают способностью присоединяться к оболочкам клеток и эритроцитов. При этом происходит их слипание, и как следствие, изменяются проницаемость мембран и активность ферментов внутри живой клетки. Активность лектинов ингибируется влаготепловой обработкой.

Фермент липоксидаза также снижает питательность шрота, катализируя окисление высоконенасыщенных жирных кислот, каротина и жирорастворимых витаминов. Он способен разрушаться, как и другие ферменты, при повышении температурного режима обработки.

Ядовитый белок соин (содержание до 5%) присоединяет цинк, делая его недоступным для животных. Кроме того, он снижает аппетит и затрудняет усвоение минеральных добавок (Zn, Mn, Си, Fe). В значительной степени инактивируется при нагреве.

Гийтрогены — ингибируют действие тиреоглобулина, тироксина и трийодтиронина — гормонов щитовидной железы, которые регулируют рост, белковый и генеративный обмены.

В связи с наличием перечисленных антипитательных агентов соевые жмыхи и шроты после извлечения масла, как правило, подвергаются тостированию (обработке горячим воздухом). В процессе изготовления комбикормов для рыб они дополнительно проходят либо через сухое прессование (кратковременная обработка паром и прессование при температуре 85°С), либо экструдируются или проводятся через экспандер.

Нами [Щербина, 1971] изучены питательные свойства соевого шрота у карпов. Эти рыбы, не имея желудка, переваривают пищу с помощью ферментов кишечника и поджелудочной железы, в частности, трипсина и химотрипсина. Обнаружено, что тепловая обработка при тестировании разрушает ингибиторы трипсина лишь частично. Доступность лизина (как показателя активности трипсина) составила 66%, переваримость сырого протеина — 71%, сухого вещества — 41%. Гранулирование тестированного шрота делает его более удобоваримым. Коэффициенты доступности лизина и переваримости протеина возрастают до 77%, сухого вещества — до 51%. Наилучший эффект дала экструзия. Переваримость сырого протеина возросла до 84%, доступность лизина — до 88%, сухого вещества — до 66%. Согласно скорам степень удовлетворения потребности карпов в доступном лизине и метионине при гранулировании составила лишь 67 и 44%, при экструдировании — 89 и 53%. После экструзии тестированного шрота происходит разрушение фермента липоксидазы и повышение переваримости липидов с 11 до 83%.

Скорость роста карпов при питании экструдированным шротом по сравнению с тестированным с последующим гранулированием возросла на 15% при снижении его затрат на единицу прироста массы на 20%.

В зависимости от технологических режимов обработки различия в степени инактивации перечисленных антипитательных веществ соевого шрота велики. Неоднозначный эффект применения шротов в кормлении рыб во многом вызван этой причиной. Нами был отмечен парадоксальный факт — значительно лучший физиологический и продукционный эффект в кормлении карпов при замене в комбикорме 10% тостированного соевого шрота на рапсовый, изготовленный способом форпрессования-экстракции. Это означает, что антипитательные факторы, первоначальное содержание которых может достигать 12-13% сухого вещества, при тостировании сои разрушаются недостаточно полно. В пищеварительном тракте безжелудочных карповых рыб, где нет первичной обработки пищи соляной кислотой и пепсином, их активность остается достаточно высокой и вызывает значительные изменения в пищеварительных и обменных процессах. В то же время лососевые и осетровые рыбы, обладающие желудком и пилорическими придатками (пищеварение осуществляется последовательно в кислой и щелочной среде), способны извлекать из тестированных и гранулированных соевых шротов 80-89% сырого протеина, 63-76% липидов, 48-54% сухого вещества. Скоры доступного лизина у молоди осетровых выше и составляют 105% [Абросимова, 1997], у форели — 81-99%. Однако скоры метионина остаются все же очень низкими — соответственно 45 и 35%, что более чем наполовину снижает продуктивное действие белков сои. Выход из подобной ситуации — обогащение комбикормов, содержащих соевые жмыхи и шроты, синтетическим метионином, что нередко применяется в практике кормопроизводства.

Следует отметить, что у всех видов подопытных рыб темп роста и конверсия кормов, содержащих много соевых продуктов, в определенной степени коррелируют с уровнем доступности лизина и степенью переваримости сырого протеина.

Подводя итог представленным данным, следует обратить внимание и на то обстоятельство, что потенциально высокие свойства соевого шрота достаточно полно проявляются только после экструзии, в наибольшей степени разрушающей антипитательные агенты.

В заключение также необходимо отметить, что в связи с наличием в побочных продуктах переработки сои антипитательных веществ, имеющих различную устойчивость к температуре, введение их в больших количествах в корма для лососевых не рекомендуется [New, 2001, цит. по Владовской, 2002]. Для молоди лосося большинство зарубежных производителей кормов их не вводят. Особую осторожность рекомендуется проявлять при кормлении производителей в связи с присутствием в сое термоустойчивого фитоэстрогена генистина. По сведениям, приведенным в обзоре С. Владовской [2002], его наличие в кормах приводило к задержке размножения и ухудшению репродуктивной функции радужной форели. Было замечено, что и во втором поколении рост рыб замедлялся, и темпы этого замедления зависели от количества генистина в кормах рыб первого поколения. На этом основании было рекомендовано не включать побочные продукты переработки сои в комбикорма для производителей и личинок рыб, выращенных в индустриальных условиях.

В то же время присутствие в сое больших количеств термоустойчивых и ядовитых сапонинов, тормозящих действие поджелудочных ферментов и ухудшающих условия переваривания белков, а также генистина, нарушающего процессы костеобразования, требует осторожности при использовании соевых продуктов в кормах для личинок и молоди рыб, особенно не имеющих желудка.