Антипитательные углеводы  соепродуктов  и методы снижения их негативного влияния

Подобед Л.И., доктор с.-х. наук, профессор

Долгое время борьба с  ингибиторами пищеварительных ферментов   сои  оттеняла все иные  антипитательные проблемы в  этом  кормовом  продукте.   Считалось,  и даже  часто  продолжает считается  сейчас, что  качественная тепловая обработка  полностью открывает  дорогу  сое в любые рационы для всех видов животных и птицы.  Стоит только  понизить уреазную активность в кормовом соепродукте (шрот, жмых, полножировая соя)  ниже отметки 0,2ед. рН и  этого достаточно, чтобы позиционировать  его как приемлемый для эффективного кормления. Тем не менее, такое мнение следует считать  весьма сомнительным  и даже ошибочным.

 Природа наделила сою относительно небольшим  количеством углеводов  с  весьма   небогатым разнообразием их   состава.  Углеводам  в соевом зерне просто, образно говоря,  не хватило мест из-за  одновременного присутствия больших концентраций белка и жира.

Особенность  углеводов сои заключается в том, что они практически все проблемные с точки зрения их доступности  к перевариванию  у животных  с однокамерным желудком, а у молодняка птицы и свиней  раннего возраста  - они причина  нешуточных физиологических расстройств.  В условиях высокопродуктивного животноводства не обращать внимания  на то, что  более 15% массы соевых кормов  приходится на непереваримые углеводы физиологически и    экономически  нецелесообразно. 

Что же  собой представляет  углеводная  часть семян  сои?   Согласно  современным аналитическим выкладкам в них  концентрируется  как минимум  от  14 до 24% углеводов, максимум до 35%, (В.С.Петибская. 2012).   Углеводную часть соевого зерна можно классифицировать согласно рисунку 1.

В семенах сои  простых сахаров очень мало.  Считается, что  на долю   моносахаридов (глюкозы и сахарозы) приходится не более 0,07-2,2% её состава. Это первое свидетельство  низкой переваримости и слабой привлекательности   сои в отношении  её потребления животными.  Уровень сахарозы колеблется  в широких пределах от 3,31 до 13% в зависимости от сорта. Однако и сахароза , присутствующая в основном в связанном состоянии  серьёзно не влияет на вкусовые характеристики  и   не  придаёт сладковатого вкуса сое.  Зерно сои может накапливать от 3,1 до 8,97%  гидролизуемых углеводов.  Причём  чистый крахмал накапливается в небольшом количестве и    только в зародыше сои , а в эндосперме его практически нет вообще.  В сое  от 3 до 7% чистой целлюлозы, 1,3-6,5% гемицеллюлозы и  около 2% лигнина.  Связующими углеводами сои  выступают  пентозаны (3,8-5,45%), галактаны(1,6%), арабино-ксиланы(3,8%)  и глюкомананны ( 2,5-3,2%) .  

Рис. 1.  Общая схема  углеводного состава зерна сои

Уровень  концентрации отдельных углеводов  и их свойства  в сое может существенно меняться  в зависимости от сорта.

 Так по данным  С.В.Назарченко, В.С.Петибской , И.В.Шведова, 2000  разные  сорта сои могут существенно варьировать по концентрации  отдельных групп углеводов ( табл. 1.). 

Таблица 1

Концентрация отдельных групп углеводов в сое в зависимости от сорта

Так сорта Юг-40, Лань и Диана выделяются повышенным накоплением  растворимых углеводов . Фора  -имеет максимальную  концентрацию гидролизуемых, а  Юг-40 нерастворимых углеводов.

   Суммарная концентрация  углеводов   уменьшается с ростом масличности сои и накопления в ней белковых веществ и, наоборот, в низкопротеиновых  сортах и сортотипах   доля БЭВ, а в их составе углеводов,  растёт.  В условиях производства сои  с недостаточным уровнем тепла (при продвижении с юга  на север)    доля накопления в ней белка падает, а, значит, стремительно растёт  концентрация БЭВ,  рекордно доходя до уровня 30-32%.

В процессе  традиционной технологической подготовки сои к скармливанию животным (имеется в виду  при тепловой обработке)   углеводы  сои подвергаются  изменениям отдельных концентраций слабо  (табл.2.).

Таблица 2

Углеводный состав   некоторых кормовых соепродуктов,%

Из таблицы 2  видно, что  тепловая обработка и извлечение  масла  вызывают рост концентрации клетчатки и приводит  к повышению общего уровня БЭВ. Крахмал, пектины и гемицеллюлозы меняются крайне незначительно, а вот  в отношении олигосахаридов  раффинозы и стахиозы фиксируется  заметное  возрастание их концентраций  особенно после удаления жира.  Это означает, что   технологическая обработка сои  способствует росту концентраций  антипитательных углеводов в ней.

Раффиноза  - это трисахарид,  включающий  молекулу глюкозы, фруктозы и галактозы. Все эти три составляющих раффинозы  - прекрасно   используются организмом животных и птицы как энергетические источники, но в организме нет ферментов способных расщепить указанный олигосахарид до   моносахаров, а значит, их усвоение  и превращение в доступный сахар невозможно.

 Тоже касается и стахиозы, представляющей тетрасахарид, в котором кроме глюкозы  и фруктозы не одна , как у раффинозы,  а две молекулы галактозы.  Такая химическая конструкция делает оба эти олигосахарида  практически недоступными для собственного  пищеварения.  

Раффиноза и стахиоза подвергаются  микробному расщеплению в толстом кишечнике с образованием большого количества газов. При этом указанные  углеводы легко используются для  построения микробиальных клеток  не только бифидобавктериями  но и рядом патогенных видов  микроорганизмов.    Поэтому всякое увеличение уровня включения в рацион   типичных соепродуктов (полножировая соя, шроты и жмыхи)  рано или поздно оборачивается ростом метеоризма,  уменьшением скорости переваривания корма, снижением его потребления и  существенным нарушением нормального циноза  микрофлоры толстого кишечника. .

Особенно  сильно страдает от присутствия в  кормовых соепродуктах   рассматриваемых олигосахаридов молодняк птицы и свиней.  Стахиоза и раффиноза ограничивают цыплят и поросят в скорости  наращивания потребления  комбикорма в  первые дни жизни.  В результате такого замедления у животных  плохо формируется  микробный биоценоз, усиливается негативное влияние условно-патогенной и патогенной микрофлоры, слабо формируется иммунитет. У молодняка на фоне  антипитательных олигосахаридов  усиливается предрасположенность к диарее, плохо  утилизируется желточный мешок у цыплят,  а поросята,  престартер которых включает в качестве главного источника белка соевый шрот,  не достигают  необходимой массы к  стандартному сроку предполагаемого отъёма.  Вполне обоснованно мнение, что создать эффективный  престартер,   белковой основой которого является соевый шрот,невозможно.

В качестве примера следует рассмотреть опыт J.Jiang et al.( 2006) ( Табл.3), когда к рациону бройлеров  белковой основой которого являлся концентрат соевого белка  добавляли   разный уровень чистой стахиозы.

Таблица 3.

Влияние стахиозы сои на продуктивность бройлеров

Из таблицы 3 прослеживается чёткая закономерность.? С ростом уровня стахиозы в рационе  среднесуточный прирост птицы падает, а затраты корма  существенно возрастают.

 Всё это свидетельствует о том, что существует острая необходимость освободить  кормовые соепродукты от указанных олигосахаридов перед их  введении в рацион  , если  их  считать главным источником  белка для молодняка раннего возраста.

 Многолетний опыт свидетельствует, что уменьшить  уровень  антипитательных  олигосахаридов   сои можно  генетически. Уже сейчас получены  линии сои с  минимальным содержанием  раффинозы и стахоизы (В.С.Петибская. 2012).   .  

Кроме того, замачивание набухших семян сои в воде  на 12 часов  обеспечивает вымывание  30% исходного количества раффинозы и стахиозы  ( И.Д.Спецакова и др, 1996).  Однако кардинально решить проблему олигосахаридов  удалось  пока только в процессе производства белковых концентратов и изолятов сои.  При производстве  белковых концентратов сои  спиртовым методом олигосахариды  после тепловой обработки сои  вымываются  этанолом или водными растворами кислот.   В случае ферментативного способа получения белковых  концентратов для  расщепления олигосахаридов применяется  их  ферментативный гидролиз  при помощи специальных ферментов  Альфа-галактозидаз ( Mulimani V.H., 1997) .

Сравнение состава    кормовых соевых концентратов  по остаточному уровню олигасахаридов среди известных на рыке стран СНГ  торговых марок  соответствующих продуктов   свидетельствует, что  способ  их получения существенно влияет на безопасность корма относительно присутствия  в них олигосахаридов  стахиозы и раффинозы (Табл.4.). 

Таблица 4.

Сравнительные данные по остаточному  количеству олигосахаридов в разных  по технологии производства соевых концентратах

 Данные таблицы 4  свидетельствуют, что  ферментативные гидролизаты сои  полнее освобождаются от антипитательынх олигосахаридов чем гидролизаты спиртовые, что положительно сказывается на их переваримости, а, значит и на продуктивном эффекте.

Таким образом, в практике кормления молодняка животных и птицы следует избегать присутствия  антипитательынх олигосахаридов (раффинозы и стахиозы)  в составе корма.   Продуктами, свободными от олигосахаридов, могут быть  концентраты сои, а среди них наименьшее накопление углеводистых антипитательных веществ  фиксируется в ферментативных гидролизатах.

 Удаление олигосахаридов  из сои вместе с ингибиторами  протеаз  открывает  надёжный путь для использования соепродуктов в качестве основного компонента комбикорма для молодняка.

Литература

1.       Назарченко С.В., Петибская В.С., Шведов И.В.  Оценка качества соевых семян/В с.н.тр.: ВНИИМК.-Краснодар, 2000.-С.117-123. 

2.       Петибская  В.С. Соя: Химический состав и использование .-Майкоп:Полиграф-ЮГ,2012.-432с.

3.       Спецакова И.Д., Доморощенкова М.Л., Демьянеко Т.Ф. и др. Исследование изменений компонентного состава углеводов сои  при технологической обработке семян/Тезисы  докладов 2-й Всероссийской н.-т. конференции: Прогрессивные экологически безопасные технологии хранения и комплексной переработки с.-х. продукции  для создания  продуктов питания повышенной пищевой и биологической ценности .-Углич, 1996.-С.594.

4.       Mulimani V.H. Enzymatic  degradation of oligosaccharides in soybean  flours//Food Chem.-1997.-n.59.-P.279-282/