Мезга кукурузная как корм для скота

Постоянно возрастающие потребности в пищевом, кормовом белке и интенсивный расход сырьевых ресурсов ставит нас перед проблемой организации малоотходной энергосберегающей технологии промышленной переработки различных растительных видов сырья. В то же время проблема повышения темпов производства продуктов животноводства лимитируется дефицитом кормов не столько по количеству, сколько по качеству (в основном – питательности). Неполноценность кормов, особенно дефицит кормового белка, наносит огромный ущерб животноводству, что более ощутимо к концу зимнего периода и в начале весны. Животные в этом случае истощаются, и наступает период появления потомства, требующий более полнорационного кормления для компенсации растущих энергетических расходов. Комбикорма, изготавливаемые из продуктов переработки, в основном зерна злаковых культур, богатых углеводами, не покрывают потребности в ряде незаменимых аминокислот, отдельных витаминов и минеральных элементов в рационе. В то же время анализ литературных и практических данных показывает, что на настоящий момент в Республике Беларусь получаемые в качестве отходов при получении из картофеля крахмала на крахмалопаточных заводах картофельная мезга и клеточный сок используются нерационально. При этом выделены следующие проблемы: высокая влажность отходов; ограниченная продолжительность хранения из-за высокой обсемененности отходов микроорганизмами (гнилостными микробами, токсикогенными грибами, содержат сальмонеллы); потеря питательных веществ мезги и клеточного сока; загрязнение окружающей среды. Все это предполагает применения специальной подготовки мезги и клеточного сока перед скармливанием их животным.

Мезга и клеточный сок имеют достаточно высокую кормовую ценность и технологический потенциал, который возможно использовать при производстве кормовых продуктов. В связи с этим изучение путей их утилизации и создание теоретических основ получения новых кормовых продуктов на основе картофельной мезги (КМ) и клеточного сока (КС) актуально. С этой целью нами проводились исследования в лабораторных условиях УО МГУП и производственных условиях ОАО «Краснобережский крахмалопаточный завод».

На первом этапе исследований проведена оценка качества сырья (картофель) и отходов (мезга, клеточный сок). Свежий картофель соответствовал ГОСТ 6014. Значения всех определяемых при оценке качества картофеля показателей соответствовали норме. Однако по крахмалистости большинство партий картофеля такое соответствие наблюдалось значительно реже. Большая часть используемого картофеля имела крахмалистость в пределах 11,8±1,8%.

Замечено, что свежая мезга в основном имеет светло-серый цвет и пресный запах, а хранившаяся некоторое время мезга (кислая) – грязно-серый цвет, мажущуюся консистенцию и запах масляной кислоты. Отмечено, что мезга, представляющая собой водянистую массу с влажностью 90±2%, содержит легкосбраживаемые вещества, богатые разнообразной микрофлорой. Поэтому она очень нестойка при хранении, особенно в теплую погоду. Свежая мезга, используемая в настоящее время в качестве корма, является малоценным и быстро портящимся продуктом. Так, в 1 кг мезги содержится 0,13 кормовых единиц, тогда как в свежем картофеле – 0,23.

Цвет клеточного сока изменялся от светлого до коричневого цвета. При этом светлая окраска характерна для свежего клеточного сока, а по мере его хранения интенсивность окраски сока усиливается. В настоящее время клеточный сок выводится в канализацию, что загрязняет затем водоемы. С ним в канализацию уходят 78% содержащихся в картофеле азотистых и 63% минеральных веществ, 88% растворимых углеводов и жира.

Отмечено, что содержание радионуклидов в картофеле, в мезге и клеточном соке не превышает действующих Республиканских допустимых уровней. Наличие токсичных веществ и патогенных микроорганизмов в исследуемых образцах сырья и побочных продуктов его переработки не обнаружено. В таблице 1 приведены результаты по определению показателей, оценивающих безопасность мезги и клеточного сока, полученных в лабораторных и производственных условиях. Ртуть, мышьяк, микотоксины и пестициды в картофельной мезге и клеточном соке не обнаружены. Содержание нитратов в картофельной мезге и клеточном соке было в среднем равно 89 мг/кг.

Таблица. Показатели безопасности картофельной мезги и клеточного сока

Сравнивая экспериментальные данные с данными, приведенными в «Классификаторе отходов, образующихся в Республике Беларусь», побочные продукты, образующиеся на крахмалопаточных заводах, можно считать неопасными.

Для выявления тенденций изменения физико-химических показателей качества картофельной мезги и клеточного сока нами проведен статистический и инфракрасный (ИК) анализ на приборе «ИНФРАЛЮМ ФТ-02». Анализ картофельной мезги и клеточного сока при помощи пропускания через образец Ик-лучей различной длины позволяет получить спектры и на их основе проследить изменение химического состава исследуемых образцов в комплексе.

Видно, что в инфракрасных спектрах всех исследуемых образцов имеются общие характеристические полосы поглощения, которые расположены в интервале волновых чисел 1160-1140 см-1 и 1015-1135 см-1. Согласно данным таблиц характеристических частот в ИК-спектрах они могут быть отнесены к колебаниям функциональных групп альдегидов, что означает наличие сахаров в составе крахмала или его производных во всех образцах. Образцы КС образцов №1, 2 отличаются по спектрам, что находит отражение в глубине пиков поглощения на 980 см-1 в спектре образца №1 и на 1025 см-1 в спектре образца №2. Пик поглощения на 980 см-1 относят к характеристическим колебаниям карбоновых кислот, соответственно в образце №1 преобладает эта составляющая – карбоновые кислоты и их производные. В спектре КС образца №2 преобладает пик колебания альдегидов на 1025 см-1, присутствующих в углеводах.

В спектре крахмала этот пик (1025 см-1) не проявляется, так крахмал полимерное соединение и не содержит свободных сахаров. В то же время его наличие и выраженность в спектре КС образца №2, свидетельствует о том, что клеточный сок содержит свободные сахара, а не крахмал. Широкая и плавная полоса поглощения в спектре крахмала (образец №8) от 800 до 1000 см-1 может быть отнесена к колебаниям связи С – С в углеводах. Таким образом, крахмал практически отсутствует в образцах №№1, 2 и 5, в небольшом количестве имеется в пробе №7, и в значительном – в образцах №№3 и 4. В образце КС №1 содержится большое количество свободных карбоновых кислот, что свидетельствует об относительно длительном его хранении. В образце КС №2 содержатся преимущественно свободные сахара, о чем свидетельствует еще присутствующий сладкий вкус сока.

Отмечено, что изменение показателей физических свойств картофельной мезги и клеточного сока напрямую связано с их влажностью. При уменьшении влажности увеличиваются объемный вес и плотность картофельной мезги и сока. Нами проведены опыты по выпариванию 50-70% воды из этих исследуемых образцов в термостате при температуре 50єС. Замечено, что эффект изменения показателей физических свойств почти пропорционален. Однако это процесс длителен. При использовании исследуемых компонентов в перспективе в качестве компонентов комбикормов их влажность должна быть в пределах 12,0-14,0%. Поэтому проводятся эксперименты по выбору более эффективного и экспрессного способа обезвоживания исследуемых компонентов. Замечено также, что содержание крахмала в мезге зависит от степени измельчения картофеля, характеризуемой коэффициентом извлечения крахмала, который находится в пределах 75-83%. На коэффициент извлечения крахмала в большей степени влияет сорт картофеля, который, к сожалению, в настоящее время на крахмалопаточном заводе не учитывается. Это связано с разными проблемами, возникающими при заготовках картофеля: количеством картофеля одного сорта, наличием площадей для хранения картофеля и т.п. Сравнивая спектры, например, образцов мезги №3 и 4, видим, что их химический состав примерно одинаков. Мезга в данном случае была получена из картофеля одной партии. После изменения партии картофеля, т.е. изменения качества исходного сырья, соответственно произошло и изменение состава мезги и клеточного сока. Сравнивая спектры, полученные для образцов клеточного сока образцов №1 и 2, видим их различие и это обусловлено теми же обстоятельствами. Анализ показателей физических и химических свойств исследуемых компонентов по их численным значениям также показал подобную картину.

При корреляционно-статистическом анализе было замечено, что качество исходного сырья влияет на качество побочных продуктов его переработки в крахмал неоднозначно. Отмечены значительные изменения даже в пределах одной партии картофеля, имеющего одинаковые значения крахмалистости, содержания в мезге сухих веществ, свободного и связанного крахмала. При этом установлено, что содержание связанного крахмала и общего крахмала в мезге имеют коррелятивную связь средней силы (R2 = 0,59). Содержание крахмала в мезге и свободного крахмала практически не имеют такой связи (R2 = 0,15). Пределы вариации показателей физико-химических свойств исследуемых компонентов в пределах одной перерабатываемой партии картофеля незначительны и расширяются при смене партии исходного сырья. Так, например, предел вариации объемного веса картофельной мезги, полученной в производственных условиях, был равен 594±90 г/л. Следует отметить, что на качество побочных продуктов также оказывают влияние технико-технологические характеристики. Так, например, при отборе образцов в период неэффективной работы фильтра, было обнаружено большее количество крахмала в клеточном соке.

Таким образом, анализ литературных и собственных экспериментальных данных показал, что химический состав и показатели, характеризующие физико-химические и технологические свойства картофельной мезги и клеточного сока в большей степени зависят от качества исходного сырья. На качество побочных продуктов переработки картофеля в крахмал оказывают влияние также технико-технологические характеристики работы крахмалопаточного завода. Химический состав побочных продуктов переработки картофеля в крахмал свидетельствует о возможности их использования в качестве компонентов кормовых продуктов. В то же время основные показатели технологических свойств побочных продуктов свидетельствует о необходимости применения специальных приемов их обработки или подготовки. Мезгу рациональнее использовать на корм скоту после частичного обезвоживания. Сухая мезга является углеводным кормом, содержащим около 70% БЭВ и 4% протеина. Энергетическая рациональность сгущения клеточного сока пока не обоснована и исследования в этом направлении продолжаются.

Картофельная мезга представляет собой остаток растертого картофеля после извлечения крахмала. Крахмал из картофеля извлекают с помощью воды, поэтому влажность свежей мезги около 90%.

Животным картофельную мезгу скармливают в свежем, силосованном или высушенном виде. К поеданию мезги животных приучают постепенно.

В 1 кг свежей мезги содержится 0,11 корм. ед., около 2 г переваримого протеина, 0,2 г кальция и 0,5 г фосфора. Свежая мезга быстро портится, и поэтому ее скармливают в день производства или соответствующим способом консервируют.

Предельная норма свежей мезги молочным коровам 15–20 кг в сутки. При большем количестве может наблюдаться отрицательное влияние этого корма на качество масла и сыра. Взрослому откормочному скоту свежую мезгу скармливают до 30–40 кг на одну голову в сутки. В рацион взрослых свиней можно вводить до 10 кг свежей картофельной мезги.

Один из способов консервирования свежей картофельной мезги — силосование. Мезга хорошо силосуется при влажности 70–75%. В 1 кг силосованной картофельной мезги содержится 23–25% сухого вещества, 0,25–0,27 корм. ед., 1,5–2 г переваримого протеина, 0,2 г кальция и 0,4 г фосфора. Силосованную мезгу коровам скармливают по 10–15 кг, молодняку старше года и нетелям — по 8–10, молодняку до года — по 5–6 и молодняку на откорме — 20– 25 кг. Молодняку свиней старше 4 мес в сутки скармливают по 3–4 кг силосованной мезги, свиньям на откорме — 8–10 кг.

Свежая картофельная мезга может быть высушена. Сухая картофельная мезга — углеводистый концентрат. В 1 кг сухой мезги содержится 0,95 корм, ед., 40 г переваримого протеина, 65 г клетчатки, 700 г безазотистых экстрактивных веществ, 0,7 г кальция и 1,4 г фосфора. Сухая мезга — хороший компонент комбикормов для крупного рогатого скота, овец и свиней.

Кукурузная мезга. При переработке кукурузы на крахмал остаются оболочки зерна, часть крахмала и клейковины. Влажность свежей кукурузной мезги составляет 80–85%. В 1 кг свежей кукурузной мезги содержится 0,2 корм. ед., 17 г переваримого протеина, 0,3 г кальция и 0,5 г фосфора. В свежем виде кукурузная мезга в кормлении используется редко, так как быстро закисает. Основа консервирования кукурузной мезги — высокотемпературная сушка. В 1 кг высушенной кукурузной мезги содержится 1,0–1,1 корм. ед., 125–130 г переваримого протеина, 0,7 г кальция и 2,8 г фосфора. Сухую кукурузную мезгу широко используют при изготовлении комбикормов для всех видов сельскохозяйственных животных.

Кроме мезги, при получении крахмала из зерна кукурузы в качестве отходов для кормления животных используют глютен, кукурузный экстракт.