Биотехнологические приемы повышения протеиновой (аминокислотной) питательности зерновых кормов

Бондаренко, Нина Николаевна

Бесплатный автореферат и диссертация по сельскому хозяйству на тему
Биотехнологические приемы повышения протеиновой (аминокислотной) питательности зерновых кормов
ВАК РФ 06.02.02, Кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

Автореферат диссертации по теме "Биотехнологические приемы повышения протеиновой (аминокислотной) питательности зерновых кормов"

на правах рукописи

БОНДАРЕНКО НИНА НИКОЛАЕВНА кандидат биологических наук

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОТЕИНОВОЙ (АМИНОКИСЛОТНОЙ) ПИТАТЕЛЬНОСТИ. ЗЕРНОВЫХ КОРМОВ

Специальность 06.02.02 - кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук. .

Владикавказ, 1998

Работа выполнена в Сеьърс-кс-ак&^сма '^учно-^^к'Доь тельском институте аивотноводства, г ;г5акском государственн аграрном университете ив предприятии "Пгемикс".

Научные консультанты: '.заслуженный деятель науки РФ, ла реат премии СМ СССР, доктор сельскохозяйственных наук, rip фессор IL И. Викторов и доктор сельскохозяйственных наук А., Солдатов.

•Официальные оппоненты:

доктор сельскохозяйственных наук,

профессор Н. Д. Цогоев

доктор сельскохозяйственных наук, профессор tt 3. Злыднев

доктор сельскохозяйственных наук, профессор А.Е.Чинов

Ведущее учреждение Ставропольский НИИ животноводства кормопроивводства.

Защита диссертации Состоится "^j." <i^..<.?aSiA 1998 г. в 'О на заседании диссертационного совета Горского го

с/дарственного аграрного университета по адресу: 362040, г. Владикавказ, ул. Кирова, 37, Горкий ГАУ

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГГАУ. - Автореферат разослан " Я" ujcn-•_.1998 г.

Ученый секретарь диссертационного Совета, щчхфеесор

X Е. КЕСАКЕ

- з - :

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность теш. Полноценное, сбалансированное кормление сельскохозяйственных животных и птицы предполагает не только достаточное снабжение, их разнообразными кормами, но и рационами, составленными с учетом направления и продуктивности животных. При этом на первое место.ставится содержание'протеина и составных аминокислот.

Протеины растительного происхождения являются- основой обеспечения потребностей животных в аминокислотах. С белком связан весь ход жизненных процессов в организмах, как .растений, гак и животных.

Животный мир зависит от растительного. Белки производятся растениями и животные только из растительных белков или продуктов ' их частичного распада строят белки своего тела, молока, яиц и т.д.

Проблему увеличения производства протеина, улучшешш его качества необходимо решать в органической связи с проблемой кормов, которая решается путем использования научных .достижении в области повышения культуры земледелия,- созданий'новых сортов кормовых культур, отличающихся не только'высокой продуктивностью, но и биологической полноценностью, научно-обоснованных технологий заготовки и переработки кормов, обеспечивающих максимальный выход и усвояемость питательных веществ. Корифеи зоотехнии академик И.С.Попов (1366) говорил: "Обеспеченность животноводства достаточным количеством кормового белка - од1ш из актуальнейших, вопросов современного селккс-кс-ряйственного производства. При решении этого вопроса следует исходить ив положения, что • проблема . белка в животноводстве является частью общо-народной проблемы снабжения населения пишеи, и ш дслжнк рассматривать ее в этом аспекте/ а не с позиции только жигс-тк-гслс-' тва".

- ¿ -

Еолк киеотноеодотво ведется экстенсивно и продуктивность его невысокая, обеспеченность протеином не является острой, т.к. потребность животных удовлетворяется тем количеством протеина, которое содержится в кормах. Но, при повышении генетического потенциала животных, они требуют удовлетворять их потребность в полноценном протеине. Вот почему редоние проблемы производства кормового протеина приобретает важнейшее значение.

Анализ современного состояния кормопроизводства в животноводстве Р© показывает, что обеспеченность скота кормами и кормовым Сол-ком ниае аналогичных показателей развитых зарубежных стран. При средней потребности животноводства в кормовом протеине 23 млн.т. фактически скармливается около 20 млн.т. В результате общи дефицит протеина в расчете на достигнутую продуктивность животных в RD составляет 2,5 - 2 млн.т. (В.А.Тащшши, Д.В.Якушев, 1997).

Для ликвидации такого несоответствия необходимо увеличить производство кормов, богатых протеином.

Основную массу зернового корма для животноводства получают от злаковых культур - кукурузы, ячменя, овса, сорго и др., в зерне которых содержится 8 - 13Х протёина. Сено и зеленые корма из злаковых трав такие мало содермат протеина.

В настоящее время в России-для обеспечения животноводства протеином осуществляются очень многие приемы в области земледелия (удобрения), технологии кормов, развития микробиологической промышленности и. другие. Но пока, на необходимом уровне, проблема производства протеина для полного удовлетворения животноводства не решена, что приводит к серьезным последствиям и потерям.

Применяемые до последнего времени способы обогащения зерна- злаков путем намачивания его в высококонцентрированном растворе карба-

мица С25-Б0Х) приводили к ■ потер« жтзнеспособпостп зеряа п физико-химическому насыщению эерна карбамидом. Такое, зерно можно использовать только для жвачных животных; , да и то в ограниченных количествах, так как карбамид не гвдролизован.

Вот почаьг/ мы обратились к Оиотехнояопш - это. научно управляет мая технология производства полезных продуктов путем использования биологических процессов в жизнедеятельных организмах или в 'их органах, в обычных или в специально созданных внешних условиях.

Одним из разделов биотехнологии является биохимтехнология -технология промышленных биохимических 'производств при управляемо» синтезе полезных аецеств и продуктов путем использования процессов жизнедеятельности органов растении, вызванных управляемым- преобразованием систем биохимических процессов, происходящих.под воздействием специальных веществ и условии.

1.2. Цели и задачи исследований. Цельв настоящих исследований, В'широком смысле, является решить одну из,самых сложных задач современной биологии - производство протеина в искусственных управляемых условиях в органе, в котором он производится в естественных условиях - ферментативно, а в узком, найти условия, при котором зрелое, дпз-неспособное зерно и его зародыш мог повторно синтезировать протеин.

В соответствии с целями были поставлены задачи:

- разработать теоретические основы синтйза растительного протеина в зрелом, жизнеспособном зерне; •

- в серии лабораторных опытов определить концентрацию рабочего раствора карбамида, при котором сохраняется «нзиед^л-ел^ость зерна и в нглале полностью прекрадамцегУ рост зароягаз и прорастай»;? се млн;

- определить оптимальные температурные условия .для деятельнее"» зародыша; . '

- .найти оптимальную продолжительность нахождения зерна в растворе карбамида для каждой зерновой культуры;

- разработать систему биотехнологических способов, позволявших в искусственных•условиях производить кормовой протеин, путем биологического обогащением им зрелого, жизнедеятельного зерна на основе процессов ферментативных, малозатратных по количеству используемой энергии, экологически чистых у растений;

- разработать промышленную биотехнологию синтеза протеина (белка) в зерне злаковых и бобовых культур;

- дать характеристику полученным образцам зерновых культур биологически обогащенных аминокислотами, белком п, в конечном итоге, сарым протеином;

- провести сравнения содержания сырого протеина и аминокислот ь биологически обогащенном зерне с.нормами потребности их-для птица и свиней;

- изучить динамику повышения уровня биохимических показателей, содержания- протеина'и аминокислот 'в сухом веществе■аерна в процессе биологического обогащения;

- дать- научное биокимтехнологическое обоснование показателей для проектирования и эксплуатации промышленных биохимтехнологических предприятий по производству.биологически обогащенного протеином зрелого зерна ^азотистыми веществами. .

1.3. Научная новизна. Новизна исследований'состоит в открытии, явления биологического обогащения зерна кукурузы и ячменя компонентами сырого протеина в условиях Оиохимтехнологии и заключается в, том, что достигнуто в опытах, отрицавшееся до сих пор наукой, сочетание повышения содержания 1 в зерне 15 аминокислот с одновременным повышением содержания лимитирующей аминокислоты лизина.

- 7 - ' .

1.4. Теоретическая ценность работы. Теоретическая значимость работы состоит в открытии нового явления биологического обогащения зрелого, жизнедеятельного, набухающего.верна аминокислотами и сырым протеином путем индуцированного преобразования процессов метаболизма, обеспечивающих рост зародыша, в биосинтез азотистых веществ.

1.5. Практическая значимость. На основе внедрения в производство биоХимтехнологии биологического обогащения зерна аминокислотами и сырым протеином, есть основание ожидать ликвидации на первом этапе

. половины, а затем и полностью существующего в РФ ежегодного, убыточного перерасхода зерна. .

Другим важным, перспективным результатом внедрения в производство растительной биохимтехнологш является ожидаемое увеличение в стране производства мяса за счет рационального использования пока непродуктивно теряемого фуражного зерна, а также создание условии для планового уменьшения, вплоть-до полного прекращения, существующего ежегодного импорта фуражного зерна.

1.6. На защиту выкосятся следующие основные положения:

1) Теория вопроса; . •

2) Био.чимтехнология повышения содержания протеина (аминокислот) в зрелом, жизнеспособном зерне злаковых и бобовых культур;

3) Характеристика полученных новых, кормов;

4) Сравнение состава биологически обогащенных зерновых кормов с нормали потребности птицы и свиней в протеине и аминокислотах.

1.7. Апробация работы. Результаты исследовании доложены на Второй научной конференции "Актуальные проблемы биолепт в животноводстве" (г.Боровск, 1995), на международной конференции "Актуальны« проблемы интенсивного развития животноводства" (г.Горки, 1996). международном симпозиуме "Ресурсосберегающие технологии в зкаак>:»1ур?"

- о -

(1996),* международной конференции "Теория и практика кормления с.х.дивотных'и технология кормов в современных Условиях" (ВНЕ,1995), юбилейной »ганференцки ВНШЮК (Ставрополь, 1997), на научных конференциях Кубанского ГАУ в Г998-1997 г.г.

1.8. Публикация результатов исследований. По результатам исследований получен патент на изобретение №96100160.03.01.1996 г. и опубликовано 17- работ'.

1.9. Объем и структура работы. Диссертация изложена на стр. маяинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, материалов и методик исследований,• результатов исследований, обсуждения результатов исследований,, еыводов, предложений производству, списка используемой литературы, включающего 1&1 наименования в т.ч. 18 на иностранных языках.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для решения поставленных йадач проведены комплексные исследования в период с 1988 по 1997'-гг в'Северокавказском НИИ животноводства, Кубанском государственном аграрном университете и в предприятии "Премикс". Общая схема исследований приведена на рис. 1. .

Лабораторные опыты по определению концентрации рабочего раствора карбамида, при которой сохраняется жизнедеятельность зерна и в начале после образования ферментов, прекращается рост зародыша и прорастание семени и выявлении оптимальной продолжительности нахождения верна в растворе карбамида для каждой зерновой культуры проведены в серии опытов". Технологические опыты по. определению баланса веществ проведены в лаборатории.

Зоотехничео-зй анализ полученных кормов проводили по:, ■обишриэ-

- 5 -

Разработка теоретических и- практических основ биотехнологии повышения содержания протеина в зрелом, жизнеспособном зерне злаковых и 6о6оеых культур

Разработка параметров биотехнологии повышения содержания протеина в зерне кукурузы

Разработка параметров биотехнологии. поЕыпе-ния содержания протеина в зерне ячменя

Разработка параметров биотехнологии повышения содержания протеина в зерне гороха и сои

Методы исследований

а>

Определение концентрации рабочего раствора карбамида, сохраняющую диэяеспособ-нооть зародыша зерна

Определение оптимальных температурных условий для деятельности заро-. дыша верна

Определение оптимальной продолжительности нахождения зерна а р-ре карбамида. для каждой зерновой культуры

Разработка параметров промышленной биотехнологии ПОЕЫШе- ; ния протеина в зерне

Из у ча е м ые факторы! ■_;____:_______... .1

Хт.шческий состав, образцов зерна до и после биологического обогащения протеином верна

Аминокислотный состав протеинов зерна'до и после биологического обогащения

Сравнение содержания аминокислот в зерне с потребностью в них свиней и птицы

Рис. 1. Общая схема исследований

Л - ю

нанным -методикам, а содержание аминокислот - методом ионообменно хроматографии на аминокислотном анализаторе ААА-881.

В зрелом зерне злаковых культур клеточные оболочки, протоплазма и запасные вещества, находящиеся в ней, предотавляют собой высохшие коллоидные студни, мицеллы которых с большой силой притягивают ] себе воду. Сила всасывания воды-сухими зернами чрезвычайно велика. Осмотические давление, развиваемое растворимым^ веществами, находящимися внутри клеток, может достигать нескольких сот атмосфер. Объе>, зерна увеличивается примерно на 45Х.

. Известно, что вое обменные процессы, происходящие в растениях, вккочащие синтез или расцепление, связаны с ферментами (Н.А.Гуыи-левская, 1975, Э.Е.Хавкин, И.В.Зеленова, 1975).

За первые 5 дней проращивания ячменя протеолитическая активность в зерне увеличивается в 20 - 22 раза, а аминолитическая - более чем в 12 раз (Л.И.Подобед, 1996),

Б созревших семенах; большая часть ферментов адсорбирована про-топлазматическими структурами клеток и находится поэтому в зимоген-ном, неактивном состоянии. *

Наиболее ценными ферментами являются амилаеы, цитазы, протеоли-тические ферменты, фитазы и окоидазы. Необходимы вода, кислород и температура, тогда активизирование и образование ферментов идет параллельно с=жизнедеятельностью зародышевого корешка. После же Их об-разевания ферменты могут продолжить свое действие и при условиях, неблагоприятных для зародыша. И, наконбц, что-особенно важно, действие ферментов не прекращается, даже если зерно находится.без кислорода, в то время как зародыш при этих условиях быстро погибает.' '

Установлено, что если аммиак, образовавшийся при регрессивном метаморфозе, растение может его использовать для нового синтеза, то

отсюда модно заключить, что и извне.поступающий аммиак годе может потребляться растением.непосредственна без предварительной нитрификации. В этом'отнсшигаи пророческое высказывание. Иульца: "Если не говорить о водо, то именно азот является самым могуцестйеяным двигателем в процессах, развития, роста п творчества природы. Его уловить, им овладеть - вот в чем »задача, его сберечь - зот з чем кляч к экономике, подчинить себе его источник, бьющий с неистопцшой энергией -вот в чей тайна благосостояния" (цит. по Д.Н.Прянишников, 1945).

Для заполнения поставленной цели была разработана методика определения концентрации рабочего раствора карбамида для раз.игнгого зерна с целью применения его а условиях.промышленной биохимтехколо-гии (первый вариант» первый тип) для биологического обогащения зерна протеином (аминокислота?.«!).

Эта методика состоит в следующем:

1. Определение конечного • 'результата прорастают зерна датой культуры и сорта по методике определенна этих показателей, принятой в семеноводстве при его набухании в серии водных.растворов карбамида следующих концентраций; •

О,07. - вода 0,1%; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 3,0; 4,0; .5,0; 7,5; 10,0;

12,5; 15,0%. Первые двое суток происходит набухание зерна при полном достатке раствора; ;

2. Определенна прорастания производится при температуре.13-20°С и гз-250С;

3. Изучение энергии прорастания производится по методике определения всхожести семян соответствующие культур.

Для последующего изучения-, выделялась'- перспективная для яромка-генной биохимтехнологип фракция (серия) зерна, обработанная каимеиь-ией '-концентрацией карбамида, прочно прекратившей реет заредыга и

прорастание семени, к сохранившей яизнедеятельность зерна. Одновременна к ней наделяются две смекные.фракции. (серии), обработанные -одна меньшей, а другая,- - -более'-высокой концентрацией раствора карбамида, ' / . ■ ■■■.■"

•Выделенные три -фракции (серии), подвергались:- полному -. ■ зоотехнк--«гесксму анализу с определение« содержания аминогаЬлот (в двукратной пав'юртст). .-■ •■

Мы такке разработали методику определения, концентрации рабочего раствора карбамида ко культура« для второго варианта (типа) обогащения зерна азотистыми веществами,. -когда сохраняются хотя к вамедзек-ные к аеполнообъемные течения биохимических процессов, обеспечиваа-щие рос™ зародыша. к прорастание семени к одновременно кызываэвцие возникновение частичного преобразования'- биохимических процессов з систему повторного синтезу азотистых■веществ в грело?-? зерне.

Как перспективная .для. второго .-варианта •• (типа), выделяется фракция зерна набухавшего при наивысаей концентрации■-раствора яарйачэда, обеспечившей более 603. прорастания'-семени-, в также' одна- смежная фракция о меньшей концентрацией и.одна-смежная фракция с-более высокой концентрацией карбамида, но -о-прорастанием - не менее 40% семян для последующего-биохимического изучения по кавдому варианту темпе-ры-уо.

Зерно выделенных. -фракций подвергается полному- зоотехническому анализу.и определению .содержаний.аминокислот..• Метод определения-жиаг неспособности -зерна-проводили;согласно -ГОСТу 12039-66 путем онрашп-. ньи-,\я иидигок&рмпном или кислым фуксином. В результате многочисленных лабораторных' опытов и исследований образцов полученного» зерна 1;,-г:у17<-и, ячмени, гороха и сон установили| что для кукурузы концент--рзссчаго раствора доджнабыть 10,ОИ,01, повышение концентра-

цик до 12,5% полностью убивав? зародыз, а снижение кснцентрагцп; до 5.Х совмещает паст вародыша и синтез азотистых вешеств. Потому m для дальнейших исследовании взяли две варианта: первый при кэнп?нт-рации карбамида 10,0+1,0% и второй - 5,0+0,5S, Для зерна ячменя концентрация рабочего раствора карбамида, которая прекращает прорастание "зерна, но сохраняет eró жизнедеятельность равна 5,0+0,5« и агорой вариант - 3,0+0,3%. '

Для гороха сорта Неосыпаящййся концентрация рабочего раствора карбамида, которая прекращает прорастание зерна к'сохраняет efe *й?~ недеятель кость установлена 5,0+0,5%, , а второй вариант - 2,Ó+Q,9*. Для гороха сорта Смарагд соответственно 5,0+0,5% и 1,0+0,1«. Яля спи сорта Ранняя-10. испытывалса только один .вариант: i,0+0,IX. раствор карбамида.

На основании данных- зоотехнического .. анализа пронгвели рас»-н сбъективиых показателей полученного обогащенного верна. CrsTrcnw-кая .обработка., экспериментальных тайных проводилась по Н. А.йаохякскс?-(1669) с использованием ЭВМ. ■

. 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССВДОВАНИЙ

3,1. ОСОБЕННОСТИ БИОТЕЧНОЛОШ, шдаЦИРйВАННОГО ПРЕОБРАЗОВАНИЯ РОСТОВЫХ ПРОЦЕССОВ ШТАЕОЛШМА,'' ПР0Й£Ч0ДЙЕ?1Х В НАЧАЛЕ ПРОРАСТАНИЯ ЗЕРНА', В ЗАКОНОМЕРНЫЙ СИНТЕЗ' КОШСНЕНТОЕ

: СЫРОГО ПРОТВ1НА , ■..-■■' v у

Епотехкология,-изучная ,и практическая," быстро рагвигается г очень многих направлениях,;.'"вовлекая в сферу своей лея? е,г= «-•>--•; к re новые' области, : в которых решает весьма разнообрагкке галач*?: срьтк-

- 14 - _

налькши методами, имея объектами живые оргаяигш и их органы, также клетки. и их органы.

Разработанная нами биотехнология индуцированного преобразоваю: процессов метаболизма и его результатов с успехом применена для биа логического обогащения зерна сырым протеином в-период его набухан» г, строго специальном растворе.

Центральный принцип, положенный в основу данной теории и ойас кованных ею биохимтехнологий, состоит в применении в искусственны; условиях естественного явления 'обезвреживания в клетках растенш токсичности молекул свободного 'аммиака путем синтеза аминокислот I амидов. •

Этот процесс постоянно происходит в метаболизме растений .пру синтезе и старении молекул белка, который диссимшшруется до пептиден и свободных аминокислот, а последние при распаде выделяют свободный аммиак.

£.Н.Прянишниковым (1945) установлено, что токсичность ашиака естественно обезвреживается путем синтеза аминокислот, белков, амидов, что и используется наш в практических целях.

Доказано, впервые настоящий исследованиями, что в искусственных Оиохимтехнологических условиях,, как и в естественных условиях в метаболизме, специальное поступление в клетки молекул свободного аши-ака индуцирует процесс его немедленного/Обезвреживания, происходящего у растений в 'присутствии Сахаров и. других углеводов' путем синтеза аминокислот, белков, амидов. Каждый из сложньк биохимических процессов происходит под влиянием ферментов и РНК. Выделений свободного аммиака в зерне, биотехнологически индуцирующее преобразование биохимических процессов, достигнуто при его набухании в водном растворе низкой, сохраняющей жизнедеятельность, концентрации карбамида, кото-

- 1В - :

рыи, поступая вовнутрь зерна, под'влиянием фермента уреягы гкдролг-зуется до аммиака и СОо.

Биотехнологически индуцированное преобразование- биохимических процессов, обеспечивающих рост зародыша набухающего зернз. р рависи-мости от управляемых внешних условии возникает частичный иди полный синтез азотистых веществ.

При полком бйотехнологпчес'кя индуцированном преобразовании бао-хим1ие£ких процессов периода начального роста ззродкяа в повгпэшй синтез азотистых веществ, рост зародыша прекращается в самом начале, вся энергия и необходимые вещества используются полностью на обепи-редивание свободного аммиака и зто обеспечивает максимально высокий уровень биологического обогащения зерна азотистыми веществами. Отсутствие прорастания зерна - важное условие технологии (первый взр«-ант, тип).

Итак, научное' обоснованна и технология.практического-применения процессов преобразовательнойбиотехнологии .принципиально отличается от всех других разделов биотехнологии тем, что в жизнедеятельных многоклеточных растительных организмах'-или их органах, культивируемых в промышленных условиях, искусственно производится биологически индуцированное, ненаследсренное преобразование традиционных систем биохимических процессов обмена веществ, в их новуи систем, синтезирующую другой, более ценный вид продукции, нетрадиционный для данного этапа онтогенеза - аминокислоты,, белки, -амиды.

Теоретически-прогнозируемое технологическое введение скзСоавого ашиака в зрелое жизнеспособное верно, практически достигнуто в процессе его. набухания в водном растворе .".карбамида, тёкшего обягател-но йНекую.'концентрации, сохрщшяаую дигнедеятельь-ссть гериз.

Особо следуёт-йлеть.в ввду, ; что на'современном этапе {гзгмгп»

.. - ■

биологической науки и бпотехнологпческай практики, кулылаирован: интенсивно жизнедеятельных многоклеточных растительных организмов пх органов,', особенноразмножение - в прсшзленных условиях, на ря; с обычными (традиционными) - приецаш • выргдавыш культур, являет« повой мощной методической, научно обоснованной сиота-м.-^:, зкономич» гс по-затратам энергия и материалов проиввсдотяа олод.гейзшх сргаш '•"- :-:лх веществ - аминокислот и белков. .

3.2. Е5ЮХШТЕХНОЛОГИЧЕСКОЕ 0Б0ГД?Ш?Е ЗР£Л01'П,

ЖЙЭНШЮСОБНОГО ЗЕРНА -КУКУРУЗЫ ШШКИСЮТАШ И ДРУГИМИ КОМПОНЕНТАМИ ПРОТЕИНА

Биологическое обогащение зрелого, диекеспсссбного зерна ашгос кислотами и другими компонентами протеина, происходящее в условия пробашенной биокимтехнолопш, . теоретически обосновано вновь уста "коьлэнным явлением преобразования !биохимических процессов период прорастания- зерна в Сиологическшг синтез.аминокислот и других компо кентов протеина.,

Это преобразование вызывается и обеспечивается воздействие азота на набухающее зерно впервые применяемой принципиально низкой сохраняющей жизнедеятельность, : -концентрации карбамида, которая п: биологическому 'воздействии на 'биохимические' процессы конкретно уста нааливается дл^ каждой культуры и сорта в отдельности. Эта низка рабочая концентрация карбамида (первого типа), сохраняя жизнедея-телькость зерна, является наиболее низкой из серии -устойчиво прекра-щавацк/. рост зародыша И Прорастания семени, а его обеспечивавшие биохимические процессы своим биологическим ¿лиянием преобразует полностью в результативный повторный синтез аминокислот и других компо-

септов растлтелыюго.-яротвйва. Здесь -имеется ввиду, что первичный зинтез этих веществ происходил на более раннем этапе онтогенеза, при 'наливе" зерна на материнском растении. Одновременно -проведены опыты з концентрацией карбамида второго типа, которая, сохраняя жизнедеятельность ззродьша, является наиболее высокой из - серии сохраняющих юст зародыша и.прорастание "семени, но одновременно, своим биолс-ги-¡ескш воздействием, вызыезот частичное преобразование биохимических фоцессов прорастания в повторный биологический стг.тез аминокислот и ¡руг51х азотистых веществ, происходящий в сочетании.с ростом зароды-га. ,

Этот метод принципиально.отличается .от обогащения зерна азоткс-•ыми веществами с помощью воздействия высоких концентраций карбами-;а, которые применялись ранее (М.К.Чайка,и др., 1981, В.ВЛГскрия, 981, Т.А.Фаритов, 1983) в результате чего в короткий срок прекратится жизнедеятельность зерна. В' этом случае раствор карбамида шсо-ой концентрации, прошжший вовнутрь зерна, нэ гидролизуется полостью, сохраняя свою токсичность для.шногастричкых дивотных.

Созданная нами промышленная биох!2,«технология по уровню понше-ия содержания протеина является а 3-10 раз более результативной в равнении со всеми методами,• пргалэнявгцшп в этих целях высоки'* ирн-ентрации карбамида. Не токсичность серна и наиболее высокий уровень иологического обогащения ого протеином а сравнении с необогаценгал* энтролем, позволяет этот бпохкмтехнологический метод рекомендовать кя перспективного практического использования.

В таблице 1 приведены результаты практического использования вления управляемого преобразования биохимических процессов прорас-ания семени в систему повторного синтеза аминокислот, амидсЕ, а акж<?ими.теоретически обоснованных Опохнмгехнологий по пергому и

О M

ca с-.

fJMli ) ¡> f> Ю W G l

fr fr - fr fr fr fr * fr fr

MQMl-IOMi-o-iÖ

cs CD

V* * tO fr (Tí - fr fr « fr ». » fr fr M CO lO ^ P3 QOOHOQQOO

M ю çu г*. _ . o> aipw crcm M mo to ю * poooeaiöi-icjscauT м n <~j и a щнанннданн

Ci ш

. .К,

К. w

in и f. со

N со су &

(\| lí> ■ Ф Г»

р> см со м о

ta см г- и ^

<«: ф со «Ô. I«-о».

f'í ю ми

fr fr fr ■ fr fr fr fr fr «4

НОНЙМНМНН

ф <n

0» «

Iß

Ю , M

CM fr

6»

CVi

Мм

Ж.

к,

,S 1

о м

СГ>

M с» CV с-

О СМ

о» с.

к о ; кми н и

С- •СоЬлЮЮС'Ч'

I^J - ж- > ж Ж ж е» Ж ж

о омооооо „ю „

го ► to

♦см см ■ ■ - - —iCi^-tíQ

•«У г 8 £

»ÄI

■ ж

см

ю" с*

й.

ю о

8 ю- Р»

• fr ' а

СО Ф

^ .... ЛО о fr.fr» fr fr fr ' fr fr манионнно û<

Г: ж ж ж ж m «v m ж <

V кооонооооо

- 19 - ;

второму варианту, позволяющих биологически'обогащать зерно кукурузы протеином.

Содержание сырого протеина "(азот к В,25) в биологически обогащенном зерне в сравнении с контролем повышается при обоих биохимтех-тгалогических температурах и двух вариантах, составляя 126 - 279*. Очень высокий уровень повышения сырого протеина в биологически обогащенном зерне кукурузы достигнут на основе преобразования биологических процессов прорастания семени в 'систему повторного синтеза аминокислот и других компонентов.'протеина в условиях, модели-промышленной биохимтехнологии (первый вариант), а именно при температуре ie-20°c с 10,48 до 25,21% т.е. • 2402- и при температуре 23-25°С с 10,48 до 29,20% или 279Х.' В составе сырого протеина биологически обогащенного кукурузного зерна 77* и 79% 'занимает сумма 15 аминокислот или с 3,86% до 19,42% или на 119" и до 22,917. зил на 153* больше, чем в контроле. , ■ . _

Значительно меньший уровень биологического обогащения зерна кукурузы протеином во втором варианте, при котором, совмещаясь одновременно происходят процессы, обеспечивающие рост зародыша и повторный синтез протеина, . а именно при температуре 18-20°С с 10,48 до 16,04* или на 53*, а при"температуре 23-25°С с 10,49 до 13,25* или только на 26% больше. : Здесь .три более-высокой температуре внешней среды уровень повышения сырого протеина ниже, чем при более низкой температуре в силу усиления процессов роста, зародша.

Результативность в повшентг содержания'Сурйго.протеикз при биологическом обогащении зерна протеином по первому варианту при температуре 18-2QÜC в.. сравнении со вторым вариантом составляет 157*, а при температуре 23-25°С - 220*. Этот, факт имеет важное,значение, как для Реории. преобразования биохимических .'процессов. прорастания семени

в си::тэиу повторного синтеза аминокислот и протеина, так и для практического применения-промышленной биохимтехнолопш в целях значительного увеличения протеина в зерне..

Этими исследованиями подтверждено объективно существующее особо«; влияние воздействующего фактора, в данном случае водного раствора ¡сарбзшща .строго-определенной концентрации, на преобразование биохимических процессов, происходящих-в набухающем зерне.

Чго касается 9 незаменимых в кормлении дивотных аминокислот, то их при температуре 18-20°С увеличилось иа 129%, а при 22-Я5°С - на 1727.. Но что особенно важно - так это увеличение количества лимити-руяцей аяшокиолоты лизина: в первом случае на 331%, а во втором -за 2277, а сравнении контролем. '

Ш втого следует, что впервые в мире, ка основа полного преоб-ргязажжя биохимических процессов, обеспечизакхаих поорастание семени ü j;osTopHué синтез аминокислот и протеина, в условиях промышленной даотохиологии достигнут в зерне обычной злаковой культуры - кукурузы ЯгнзгЯ: содчртгяяия протеина и.его компонентов, примерно равный или ализкий к их уровню в зерне.типичной бобовой культуры - горохе (тьбл.1). . ■ •

Выявленное.высокое преш^ущество промышленной бйохимтехнологии (первый вариант) в. сравнении со вторым вариантом составляет прямой результат одного иг центральных теорепшеских достижений в явлении преобразования одних систем биохимических процессов в другие.

3.3. ПОВЫШЕНИЕ -СОДЕРЖАНИЯ АЩНОКИСЛОТ И ДРУГИХ КОМПОНЕНТОВ ПРОТЕИНА Б ЗРЕЛОМ,. ЖИЗНЕСПОСОБНОМ ЗЕРНЕ ЯЧМЕНЯ ПУТЕМ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБОГАЩЕНИЯ ИМИ. В' УСЛОВИЯХ БИОЙМТЕХНОЛОГШ

Результаты биологического' обогащения зерна ячменя сорта Новатор

при температуре.18-20°С приведены в таблице 2.

Анализ данных табл-.2 показывает, что динамика содержания протеина и аминокислот как в первом, так и во втором вариантах по сравнению с контролем сильно отличается.

В условиях модели промышленной биохимтехнологии (першш пари-ант) в 100 г сухого вещества ■биологически обогащенного зерна ячменя содержание сырого протеина повысилось с 13,05 до 17,08 г иди ия 31%.,

а во вторю» варианте соответственно 14,5 г и Ш. Сумма масс 15 ачи-

кокисло'*. в контрольном ячмене, составила 60,5£, а после бисшзгичёс!»-го обогащения - 75 и 64%. ' '.

Мы видим, что суша масс.15 аминокислот в опытном ячмене первого варианта составляет®большеV .чем в контроле. . Это происходя? за счет использования части .небелковых- азотистых; вс-ществ для повторного синтеза аминокислот .■-Поэтомусодержание; аминокислот повышается больше, .чем сырого-«протеина'--(протедна\на'-31Х,''. а..-аминокислот' на 62%). Со-'держание 9 незаменимых'; аминокислот.посыпается на 90%.

Менее результативно произошло-'обогащение .зерна ячменя во пторсм варианте, при котором в 100 г сухого вещества содержание сырого протеина повысилось с .13/05 до 14,0 г, т.е. на 11Х. Следовательно, содержание сырого протеина в зерне . ячменя после обогащения по первому варианту в сравнении со вторым бодьие на. 18Х. Содержание- ае наиболее дефицитной в рационах ливотных и птицы аминокислоты лизина повышается в первом варианте с 0,4& до 0,78 г в.100 г сухого вещества зерна ячменя, или на 707., а во втором варианте до 0,53 г или на 26%. Зто содержание'является более высоким, чем у высоколнэиковых гибридах кукурузы - 0,55-0,65 г.Здесьнеобходимо';подчеркнуть,- что средняя Потребность в лизино свиней' на откорме яри::кивой массе 25 50 кг

2. Содержанке сырого протеина и аминокислот в зерне ячменя (сорт Новатор) до и после биологического обогащения в условиях бйохиктехнологии

Показатель

Содержание в сухом веществе

контроль, До

обогащения

Первый вариант

г, в 100 г

в. % к контролю

в %. к II варианту

Второй вариант

г, в 100 г

в % к контролю

Е Z П I вари DiiTV

Сырой протеин,

г в 100 г 13,05 17,03* 131 118 14,50 111 93

Су шла 15 амино-

кислот, г в 100 г 7,90 12,81* 162 138 9,27 117 1 А-

Б % к протеину 60,5 75* 124 117 64 106 85

Сумма 9 незамени-

мых аминокислот •3,56 ■ 6,76 190 168 4,01 113 59

В 7. к протеину 27,3 39,6* 148 ' 141 28 104 71

Сумма нормируемых

аминокислот 4,75 7,95* 167 158 5,01 105 63

Нееаменимые амино-

кислоты:

ЛИЗИН 0,46 0,78* 170 134 0,58* 128 73

МсТИОНИН 5 0,17 0,22* 129 147 0,15 88 68

аргинин . 0,33 0,66* 200 20Ú 0,33' 100 50

лейцин 0,83 1,24* 149 159 0,78 94 63

иаолейцин 0,26 . 0,80* 308 210 0,38* 146 43

£«нилаланик 0,57 0,63 110 123 0,51 83 ' 81

треонин 0,34 1,16* 341 283 0,41* 120 35

валин. 0,33 0,85* 218 146 ' 0,58* 149 . 68

гистидин 0,21 0,42* 200 145 0,23* 138 - 69

* - Р<0,05

- 2з -

составляет 0,84 г, а для кур-несувек 0,75 г.а 1СС г.ксрмосмеся.

Содержание других незаменимых аминокислот также значительно повысилось. С точки зрения биологической результативности необходимо стметить, что в зерне'ячменя и в эерне кукурузы примерно одни и те аминокислоты имеют высокий уровея» ооогятдения,

Биологическое обогащение верна ячменя сырым протеином, в основном аминокислотами, проводимое ' при помопщ бкохимтехнологий, . при внедрении в производство позволит создать более полноценное обеспечение рационов свиней на откорме и кур-несушек, для кормления которых расходуется' большая часть ячменя а. стране, создаются тем самым ;тот унциальные условия для преодоления дефицита протеина и повышения продуктивности нз ю-15* и снижению затрат кормов на единицу продукции.

3.4. ПОВЫШЕНИЕ СОДЕРЖАНИЯ АМИНОКИСЛОТ И ДРУГИХ КОМПОНЕНТОВ ПРОТЕИНА В ЗРЕЛОМ, ЖИЗНЕСПОСОБНОМ ЗЕРНЕ ТИПИЧНЫХ БОБОВЫХ КУЛЬТУР - ГОРОХЕ И СОИ В УСЛОВИЯХ ЕИОХИМТЕХНОЛОГИИ

Широко проводимая в научных исследованиях и практике разработка и применение технологических приемов повышения содержания Протеина в зерне злаковых культур, вызывается в первую очередь его недостатком по сравнению с потребностью животных и это понятно. Но повышение содержания протеина в зерне бобовых культур, богатых белковыми веществами, не считается актуальным, а используется тот их запас, который создают, природа и селекцио'нная работа.

Для более полного использования верна бобовых культур, как источника протеина, разработка теория и практическое применение системы приемов для повышения содержания протеина имеет принципиальное п

многостороннее значение,.

/Важно было установить, чт доказанн.'«ч для зерна злаков V преобразования биохимических процессов периода роста зародыша и растанин семени в повторный биологкчеокий синте;- «кинокислот-и гих компонентов протеина, проявляется в зерне- бобовых культу] воздействием низкой концентрации раствора кярЗашща.

Результаты биологического обогащения гороха и сои амшгаккс. Ш1 и другими компонентами протеина в уеловилх биохимтехно; представлены в таблицах 3 и 4.

Доказано экспериментально и получило научное объяснение в рад преобразования биохимических процессов, традиционно обесп*^ прорастание семени в повторный синтез аминокислот и что для логического обогащения зерна азотистыми вэщоствами одним из ног димых условий является содержание в нем не менее 45-50?. безазоп экстрактивных веществ. При их гидролизе, под воздействием аьп они превращаются.в сахара, необходимые для синтеза аминокислс присутствии азота.

Зерно города сорта Неосыпавдийся содержит БЭВ - 64,83; и См; - 60,8%, т.е. достаточное количество для процессов повторного а га аминокислот и других компонентов протеина, в то время как со* держит только £0,8?.. ■■■'■■■

Как видно и? данных таблиц 3 и 4 р условиях Сиохимтехно^ содержание протеина в биологически обогащенном зерне гороха, в с нении с необогащенным контролем, повышается (первая цифра - сор: осыпающийся, а вторая - Смарагд) в абсолютных цифрах в 100 г с\ вещества на 4,47 и 3,72 г как и в биологически обогащенном зерн« меня - ,4,04 г (таОл. 2), а в относительных цифрах на 16-177. в ш варианте и на 8-12Х во втором варианте,

3. Содержание сырого протеста и аминокислот в зерне гороха сорта Неосапащийся до и после биологического обогащения

Содержание в сухом веществе

1 .

конт- Перяый вариант" Второй вариант

роль,

до ' г, в в Vk в Т. к г, в • в.Х к в 1к

обога- 100 г конт- II ва- 100 г конт- Г вари

щения ролю рианту ролю ангу

к прог&ик,

1GQ Г 25,93 20,40* 117 " 108 28,07 108 . 92

15 вшно- •

ОТ, г.В 100 г 20,00 27,74* • 139 138 20,41 102 74

к сыр.протеину 77,1 91 1-18 128 72,5 94 80

а 9 незамени- 4 %

аминокислот 11,12'13,43 121 120 10,67' ' 96 72

к протеину 43 44 102 . 11В за- .88 86

менимые амино- •

:оты:

вин 1,73 2,04* 118 124 1,84 95

тионин 0,32 0,47* 147 127 0,37 ИЗ 79

гинин 1,85 1,96 106 112 1,74 94 89

йцин 1,97 2,47* 125 127 ' 1,94 98 57

олейцин 0,77 1,23* 166 ' 114 .1,10 143 88

нилзланин 1,11 i; 43* 129 . 146 0,93 88 69

есшга ■ 1 i 45 1,38 95 14Б 0,95 бб 69

ЛИН 1,23 1,70* ДЭЗ 131 1,30. 106 7$

:с«вдин 0,69 0,78 113 120 0,65 94 - 64

- Р<0,0Б

' "■"■. - 25 -

4. Содержание сырого протеина и аминокислот в зерне гороха сорта Смарагд к сои сорта Ранняя-10 до и после биологического обогащения

Содержание в сухом веществе

Показатель Горох сорта Смарагд Соя Ранняя-

контроль, ДО обогащения Первый вариант Второй вариант Контроль ДО обогащения Г в 100:■ сук.в-ва»' после j? обогаще-11 ния . к

г, в 100 г В 7. к контролю В % к 2 вар. г, в 100г В 7. к контролю В % к I вар

Сырой протеин,

Г В 100 Г 23,81 27,53 118 103 26,77 112 97 40,12 48,3?' 1J Сумма 15 аминокислот, Г В 100 г 18,04 23,04* 128 90 25,57* 142 111 35,34 34,86 В Я к сырому

Протешу -75,8 83,69' 110 88 95,51* 126 114 89,60 72,06 ¡

Сумма 9 иеваме- •

НКМЫХ ашшок-Т 10,00' 12,Б7* 128 100 12,56* 126 100 17,12 18,12 1С В X к сырому

протеину 42 45,66 109..:. .' 97 45,92 112 103 43 37 В Неваменише ши-нокислсты: -

лиаин 1,71 ' 1,85 108 101/ 1,83 107 99 £,52 2,97 11

метионин . 0,28 0,43* 154 lio ; 0,39* 139 . 91 0,48 0,54 ' 11

аргинин 1,74 1,72 99 100 1,71 98 99 ^,69 2,61 9

лейцин 1,47 2,08* 143 76 2,75* 187 132 2,53 / 2,51 3

иаолейщщ 0,84 1,13* 135 121 0,92 111 82 1,59 1,73 ' 10

фенялалаяин 1,04 . 1,21* 126 98 1,37* 132 105 1,78 - 1,30 10'

Треонин / 1,08 1,27* 118 113 1,12 104 88 1,78 2,е7 VJ

валин 0,91 1,84* 202 100 1,82* 200 99 2,62 2,06 . 71

гистидин .0,63 0,84 101 147 0,64 69 68 1,13 1,14 10:

- Р<0,05

■ 27 - '

Содержание су*-.?1 масс 15-ти аминокислот в процессе биологического обогащения зерна гороха по сравнению с контролем повысилось на 28-397. (табл. 3, 4). Этот показатель является главным, практически важным показателем степени возрастания обеспеченности нормированной потребности животных, •

Как видно из таблиц 3 к 4 в сыром протеине гороха Неосыпаящийся повысилась сумма масс 15 аминокислот с 77 до 91Х и с 75,8 до 83,7% в Смарагде. Это имеет очень важное Познавательное и практически значимое явление, которое доказывает, во-первых, что повышение содержания азотистых--веществ при биологическом обогащении0 зерна происходит главным образом за счет возрастания аминокислот, т.е. наиболее важной части протеина и, во-вторых, при повторном синтезе используется значительная часть неаминокислотного азота, имевшегося в необогзщен-ном зерне 7,9-13,91 в процессе повторного синтеза дополнительно к использованию азота гидролизованного карба»л{да (табл. 3 и 4).

Что же касается 9 незаменимых аминокислот, то их,- количество •увеличилось по сортам на 21-26Х. У обоих сортов повышение содержания незаменимых аминокислот является немного'меньшим в сравнении о повышением содержания 15 аминокислот. Это значит, что наиболее ценные незаменимые '.аминокислоты повышаются в сухом веществе зерна гороха в несколько меньшей мере, чем содержание 15-ти аминокислот. Особо надо отметить, что в результате биологического обогащейия зерна гороха в 100 г сухого вещества увеличивается метионина на 0,15 г или равным содержанию этой аминокислоты в необогащенном верне злаковых культур. Достижение при биологичеоком обогащении верна гороха значительного повышения содержания азотистых веществ является новым я важным моментом теории преобразования биохимических процессов прорастания ое-мени в повторный синтез аминокислот. В верне, имеющем промежуточное,

, - ES -

т.е. среднее содержание аминокислот между их содержанием в-обычна« горохе и сое, нуждается животноводство особенно северных регионов России. . . г°

Что касается сои (табл. 4), то всем известно, что она является наиболее высокобелковой культурой, которая отличается высот« содержанием. растительного-масла и очень низким содержанием БЗВ.

Приведенные результаты по. обогащение зерна сои азотистыми веществами в условиях биохиытехнологии (первый вариант) выявляют прин-аипиальные отличия / от результатов этого процесса в зерне кукурузы, ячменя и гороха. '

3.5. СРАВНЕНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПТИЦЫ

И СВИНЕЙ В НЕЗАМЕНИМЫХ АМИНОКИСЛОТАХ И СЫРОМ ПРОТЕИНЕ. С СОДЕРЖАНИЕМ ЭТИХ ВЕЩЕСТВ В НЕОБОГАЩЕННОМ И ОБОГАЩЕННОМ ПРОТЕИНОМ ЗЕРНЕ КУКУРУЗЫ И ЯЧМЕНЯ

С целью оценки практического значения обогащения зерна протеином и аминокислотами, мы провели оравнение нормы потребности птицы и свиней с содержанием этих веществ в контроле и обогащенном аерно, ß также их смесей. В табл. 6 содержание сырого протеина « аминокислот в зерне кукуруш/ и ячменя выражено в процентах от потребности разных видов и воэрастов птицы»

Как видно и* табл. б обеспеченность сырым протеином кукурузы нормы потребно-'!Ч г/р-несушек, наиболее требовательных среди взрослого поголовья птиц, составляет 1487., а молодняка и цыплят-бройлеров - 114«.. ' . . • ■ -.;..

Что же касается содержания нормируемых для птицы аминокислот, то их количество в биологически обогащенном верне кукурузы составило

5. Обеспеченность1 нор потрабносга кур-несушек а штадг-бро^йроз протеином и аминокислотами з биологически обсгацгнксм прогашоа зерне кукурузы я ячменя в срашеню с контродш

Анинокисюта

г " протеян

____ ^Обеспеченность'

Зерно кукурузы

}куры-¡■несушга

до |обо-обога-ггавен-!деняя!ное

*,цшпшта-;бройлеры

_ __

!до ;обо-• !обога-;гацен-•цения'.ное

Смесь:кукурузы 50%+ячиень 50$

,• Зерно ячле-; ня

пот2еб£££ста_птацы_до и пссзе обогащеия^/

; Сыесыкукуру-

; зы 20% +ячме-_ _ _____] _____д___

' - ■ • I Куры-

! несушки

|до ;сбо-;обога-;га«ен-щенвя !ное

! курн-! несуики

кура- « ишшята-несушки I оройлери . _____

до' (обо- Т До [обо-

обога-ггацеа- !обога-ггащеа-{ обога-;гащен-ценияшое '.ценияшое ! щенияшое

— __ _ „ шсакншиЕ ¡чсшишис • ) цсшш:иис ¡щшип;аис щсшая^аис . ^щсаш

2кзвн 47 201 32 - 137 55 152 37 120 59 123 61 104

Нетиония ■ 50 113 35 78 52 91 41 73 53 78 53 63

Аргннан .,47 144 35 108 . .42 103 . 25 95 34 . .88 Л 73

Левина 104 135- 68 114 84 115 82 113 70 203 64 9?

Изолейцвн 56 83 44' 65 48 ' 103 44 54 43 114 39 133

Фенвжахааян 83 209 58 147 94 163 80 131 101 ' 135 106 11?

Треоввв 83 255 ад 149 79 256 53 «172 77 258 76 258

Вахвв 92 220 63 150 77 177 60 140 67 133 61 133

Гиствдвн 92 253 67 187 76 288 65 160 66 150 62 • 124

Твроасн 85" 233 52 141 84 ХБО 59 126 83 148 83 125

Гжищн 48 151 55 108 44 119 40 109 46 101 39 89

' Сиров проузш 62 148 48 114 69 124 62 III 74 110 77 101

(в а от нормы) для взрослой птицы: лизина - до обогащения - <£ , ао> 39 - 201; метионина - до 50* после - 113; сргшшна - да 47» после -144 и глицина - до 48, после - 151%. Имешийсн- наибольший дефицит аминокислот путем биологического'обогащения еерк-* кукурузм преодолен не только по нормам потребности для-кур-кэсушек.

Достигнутый в условиях биохштехнолсгии необычайно высокий уровень повышения содержания нормируемых аминокислот в -«uhv кукурузы, ставит ее на уровень гороха и она может служить белковой добавкой к другим видам зерна в рационах, особенно, взрослой птшш.

Таким образом, открытое нами явлект.- биологического осогащения зерна кукурузы аминокислотами и сырым протеином в условиях биохимтехнологии представляет собой важное аиачекнэ. развития птицеводства, Обогащенное в процессе биохимтехнологии аминокислотами v aiptai протеином зерно кукурузы является первым в мире злаковым зерном., которое может применяться Ь качестве белковой добавки в рационам йтицы.

Теперь переедем к рассмотрению биологически обогащенного ееонв ячменя.

В соответствии с показателями табл. 5, до биологического обога-й#иия зерна ячменя из одиннадцати аминокислот, нормируемых в кормлении кур-несушек, тЪлько фенилаланин обеспечивал норму потребности, а остальные не обеспечивали. В результате биологического обогащения верна ячменя в условиях биохимтехнологии от дефицита до полной обес-Неченности достигло содержание семи следующих аминокислот, Z: лизин - с 61 до 104; изолейцин - с 39 до 133; треонин - с 76 до 25.9; гис-Кйдии - с 6Й до 124; валин - с 61 до 133; лейцин - с 64 до 35; тиро-йин - с S3 до 125. Обеспеченность норм потребности кур-несуиек н сыром протеине повысилась с 77 до 101* (табл. 5).

Для кормления высокопродуктивного поголовья взрослой птицы может использоваться кормосмесь, состоящая из 8QX обогащенного зерна ячменя и 20% обогащенного зерна кукурузы.

Для кормления цыплят-бройлеров во второй период выращивания 29-66 дней мокко использовать кормосмесь, состоящую из 50% обогащенного зерна кукурузы и 6QX обогащенного зерна ячменя..

Смешвание в указанных' пропорциях биологически обогащенного верна ячменя и кукурузы позволяет широко использовать ячмень при вырастают молодняка птицы и бройлеров, что имеет положительное значение для регионов России, которые по климатическим условиям не могут полностью организовать полноценное по. протеину кормление с использованием одной кукурузы или ячменя.. 'Перспективное применение в корме птиц комбикормов, приготовленных на основе бирлогически обогащенного протеином зерна кукурузы, ячменя и их смесей позволит значительно снизить или ликвидировать полностью перерасход зерна.

Теперь pascMorpraj-уровень удовлетворения норм потребностей свиней разного возраста и »ивой массы в сыром протеине и незамг-шгьш аминокислотах.в сравнении с их содержанием в натуральном и обогащенном зерне кукурузы и ячменя (контроль). Эти данные представлены в табл. 6. ■ .,;

Данные табл. в свидетельствуют, что в зерне кукурузы, в результате биологического обогащения в условиях биохимтейгалогии обеспеченность норм потребности незаменимых аминокислот возросла для молодняка в сильной степени До 132-423%, а сырого протеина с 62 до

146?..

Следовательно, путем биологического обогащения зерна кукурузы установлена возможность получения злакового зерна, -обеспечивающего полностью норму потребности молодняка свиней в тех аминокислотах,

Уоеспеченность потребности растуггях и откармливаемых свиней б нормируемых ашш окис лотах и сыром протеине в-зерне .'-злаков до и после биологического, обогащения ..азотистыми веществами

Пеказатени

^ _ Обеспеченн£сть_амкнокисдотами ио£.1_пот£ебно стей,_%______ _ _

1й период роста вив, } 2й период откоша кивая масса ' масса_5-50 кг_ ____ _ ___ _ _ _ _ 50-120_кг _ _ _ _ _ _ ____

Кукуруза -.[Кукуруза1о£ >&укуруза [кукуруза жД Кукуруза 2ц1; Ячмень _ ___^ячмень 50^__!_ __ _|+яшень 50£ Д _ень_80^т; ^

до_! после 1до _|_после_ _ _|до_!_п_осяе_!2,о_!дооле _ ! „До ХП-2С£е__

обогащения" I ; обогащения Т обогащения

Лизин' 42 ■ 180 49 . 135 V 56 240 65 181 70 .146 73 124

Метионин+цистин 56 132 62 108 78 178 84 146 86 127 89 116

йзоаеацин "'88 207 76 193 116 272 100 259 88 253 81 250

Зенилаланин " 64 210 73 198 85 277 96 215 104 179 108 155

Треонин 77 240 75 230 97 303 95 303 92 305 89 305

Ваяин 118 282. 98 226 155 371 129 297 III 253 103 224

лейцин • 157 207 128 176 211 278 170 234 . 145 209 130 194

Гястидин 124 344 104 256 172 478 144 356 128 . 283 : 117 233

Аргинин 140 433 127 327 2Ю 650 190 490 175 395 165 330

Снрой протеин- • 62 148 69 136 81 194. 91 162 96 '144 100 132

го

которое были в большом дефиците до обогащения, а так же и в сыром протеине.

Что касается свинец с дивой массой 50-120 кг, то в результатс-йкологического обогащения зерна кукурузы обеспеченность повысилась значительно до 173-650%, а по сырому протеину с 81 до 194*.

Следовательно, биологически обогащенное зерно кукурузы макет быть основой для приготовления комбикормов полностью сбалансированных как по аминокислотам, так и по сырому протеину, . для взрослого поголовья свиней, при этом обеспеченность потребности животных значительно выое нормы, что позволяет это зерно применять в смесях с зерном менее обеспеченны!,i сырнм протеином.

В процессе биологического обогащения компонентами сырого протеина зерна ячменя уровень повышения содержания'аминокислот является значительным, ко не таким высоким, как в зерне кукурузы. В результате повышения содержания сырого протеина и аминокислот при биологическом обогащении обеспеченность ши норм потребности взрослого по. головья свиней полная.

. Тагам образом, биологическое обогащение зерна ячменя позволило преобразовать его из корма, . тлеющего недостаточную обеспеченность в корм, имеющий полную обеспеченность всеш-ггармируемымп ■ показателями сырого протеина, что несомненно'имеет боЛызое практическое значение.

Рассмотрение смесей, обогащенных кукурузы и ячменя (тзбл. 8) для первого'периода: откорма покаэиаает,-. что а ней имеется необходимое содержание незаменимых аминокислот и сырого протеина для молодняка-евшей. Если сравнить'со смесью яеебоггщенного зерна, то содержание аминокислот повысилось в:следующих пределах: лизина с 49 до 1387.; изолейцнна с 70 До 198*; .ывгяетпга с 62- до 105*; ф«-шшианпна с .73 ДО 1933; треонина с 75 до 240.":; валпна с 92 до 22?*;

- 34 " ■

гистидина с 104 до ¡25б£; аргинина'с 127 до £27/. и сырого протеина 69 до 126Х. ■'■■•'

Особенна большое.значение имеет смесь, рсс-тояцая из 8DX.фога-щенного ячменя и 20% обогащенной кукурузы или районов, где кукурузг не возделывается, а ячмень является основным компонентом комбикормов.

Биологическое'обогащение зерна ячменя позволило преобразовать •его из корма, имеющего недостаточную обеспеченность потребности взрослых-свилей; в уверновой корм, '.имеющий полную обеспеченность всеми нормируемыми показателями сырого протеина, что имеет большая практическое значение.

3.6. ДИНАМИКА ИЗМЕНЕНИЯ ОСНОВНЫХ ПИТАТЕЛЬНА' ВЕЩЕСТВ,

ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ ЦЕННОСТИ И АБСОЛЮТНО СУХОГО ВЕЩЕСТВА . В ПРОЦЕССЕ БИОЛОГИЧЕСКОГО ОБОГАЩЕНИЯ ЗЕРНА АЗОТИСТЫМИ • ВЕЩЕСТВАМИ

Совершенно.ясно, что в процессе биологического обогащения зерна происходит изменение и его биохимического . состава. Причиной атому служит вновь установленное ..явление преобразования обычных при набухании биохимических процессов прорастания семени в систему повторного синтеза аминокислот, влияющих на ш: содержание и;содержание других веществ.:

Рассмотрим

изменения •.'-к.имичбского состевз по каждой культура

(твбл. 7).

Как видно из приведенных дзнны;:,.-. вначихельноё повышение суммы азотистых вецеств в биологически .обогащенном 'зерне,; неизменно сопровождается пропорциональным снижением судер/иакия ЕЭВ, . что полностью

- 35 -

?. Изменение содершния азотистых веществ и БЗВ а процессе биологического обогащения. зерна

Показатели Кукуруза при температуре: » ЯЧМЭНЬ Горах Ооп

Неосыпа-ЩИЙСЯ Смарагд

18-20°0 23-25°С

Содержание сырого

протеина в опытном

зерне, 25,21 29,20 17,09 20,40 . 27,53 48,37

-"- в контроле 10,43 10,48 13,05 25,93 '23,81 . 40,12

Прирост сырого

протеина, % 14,73 • 18,72 4,04 4,47* 3,73 3, "25

Снижение %'ЕЗЗ 13,67 18,34 4,11> 4,65 4,20 10,06

Содержание сушлн 15

аминокислот в опыт^

ном зерне, X 19,42 22,31 12,81 27,74 , 23,04 34, Еб

-"-а контроле 8,ез 8,85 7,90 20,00''" 18,04 35,94

Прирост суммы 15

аминокислот ,7. ■10,53 14,05 4,31 7,74 5,СЮ -1,03

Прирост 15 а.'шнокю-

.лот в % от прироста *

сырого протеина 71,69 75,05 121 173 134 "1,23 .

Содержание Э неэа- '■ ■ .

менимых аминокислот

в опытном зерне,- X '' 10,02 11,60 6,76 13,48 12,57 13,12

-"- в контроле 4,37 • 4,37 3,53 11,12 10, СЮ 17,12

Прирост.9 аминокис-

лот, % 5,65 7,53 3,20 2,33 • 2,57 ■1,00

Содержание лиэина в

'опытном зерне.,. 7. 1,01 1,39 0,78 г,04 1,35 2,97

-"- в контроле , 0,35 0,35 0,46 1,73 1,71 2,52

Прирост лизина, % . 1,16 1^04 6,32 0,31 0,14 0,45

В Л к содержании • '

лизина в опыте 70,80 74,80 41,00 15,20 7,60 15,20 ;

Содержание метионина -

в опытном зерне, X 0,36 0,25 0,22. 0,47 0,43 0,54

-"- а контроле 0,16 0,16 0,17 0,32 0,28 0,48

Прирост метионина, X 0,20 ОЖ''- а,05 0,15 0,16 0,03

В % к содержания ГЧ.ао- :

метионина в-опыте 55,60 42,80 22,70 ■4Й.90 34,90 11,1.

- за -

соответствует теории использования сахароз, являющихся продуктом Г5щролиза БЗЕ для синтеза аминокислот. Например: в сухом веществе зерна кукурузы при биологическом обогащении повысилось содерданке сырого протеина при температуре 18-20°С на 14,73%, а БЭВ уменьшилось на 13,67%, а при температуре 23-25°С соответственно 13,72 и 18,342; у ячменя соответственно 4,04 и 4,11%; у гороха Неосыпающийся - 4,47 и 4,652; у гороха сорта Смарагд 3,72 и 4,20% .и у сои - 8,85- и 10,06%. .

Интересно проследить, как ¡¡вменяется прирост 15-ти аминокислот и его удельная масса в протеине. Ш видим, что у кукурузы при температуре 18-20°С прирост массы 15 'аминокислот составил '10,562, что составляет 71,7% от прироста сырого протеина, а у кукурузы при температуре 23-25°С'соответственно 14,05 и 75%, у'ячменя 4,91 и 121% (здесь часть аминокислот синтезировано за счет небелкового азота, содеркащегося в зерне),' горох Неосыпающийся 7,74 й 173%.(тоже, что и У ячменя) и горох'сорта Смарагд 5,-О и 134%, соя - 1,08 и - 1,28%, т. >?. в сое синтез аминокислот не происходит в силу недостатка БЭВ. Эти данные свидетельствуют о тому'что биологическое обогащение зерна сырым протеином происходит в основном /.за счет 'синтеза'' аминокислот (у кукурузы на 72-757., а у ячменя на 121% и в горохе на 134-173%).

Что же касается динамики содержания жира, клетчатки и золы в контроле и при бшлогическои, обогащении .азотистыми веществами кукурузы, ячменя и гороха, то содержание. их в сухой веществе незначительно - 1,14-4,82%. Но при расчете их динамики относительно контроля являются значительными, достигая ЭО:-46% (табл. 8).'•„'Содержание золы в зерне кукурузы и ячменя в результате бимогшеского. обогащенш азотистыми веществами снижается от.8% • ; у /ячменя до 26% у кукуругн. В зерне. гороха г этих.:. условия?;/содержание ■ голы "поЧт-ке • изменяется

'■J о m *=? О

о £ •4 8

£3 3

и 3 я у

и о

>о

о к

ЯЗ К

3} er

tí ci

о t.

Sí о

it *o

t> о

!■<

2 ° 3 о d и

S» ГУ -I £S

<3 и H о

3 « И О

s &

« о о и

» а) " и

& g I 11

' И О

о а

£ &

« h

I R 18 О О M О

Я. s

Й я

№

о р,

'ЛЯ

аз Я>

го

I 13

' M .'4

■as-

о и о в с. о

о а ¡T

а;

îj:

îpn î $§ддЪ

aj -

iSíf?

w .

tsS ¿. . „ „ ftO И о;

ra GE-i -tí

Tí

цн

ы я

Ю CIN

м HN

СП M 04

оо

о о

ог юю о. со er«

о о оо

г>ю

tO¡>

18<л1 CMíO

ОО

'Л ПО 14 Д

, ОО

оо

«v

<Oi>

OMOt-Oií-tßtDMM Z't-i Wn-4'PîC.itn

o cío с со

»CVCvm

"3 D-«o г>м

to -HD tor-

0> «t «Ь «

м мм нн

to <ûm м 03

•k (t • » ft

«4 M«\J CÍM

lio

{ЧГ-ОЭМ'ОС^

с- ft; г«юе\ггсм ю ^оЬмсогбиэ^о r i.OSnçOrï'^i'COiN

cl ;:"oooco"o

M to M ro IN «D T

инио ©m ¿V i.4

oooooooo

* Л 'оГчГ<хГ

<£KÖ<t>CVM

(Си союг^ог4- чэ

ш sa s

*3* •ej'-rj«.

Ш lOQ

M ИИ

|о оо

ю мю

« '.:л>

* » w

0 но

С4- ою

1 » о »

Hii),

«о

Í5 *тиЗ

•со « f.

« CíM

аз мм

#» е. m « * ■»

PJfJPÍWMM

WSÍWHCH Cvtvio^MCÏ

HWHMtV,-(

9> 4h e> *Э> * ••

oooooo

«I » «I » * №

oooooo

да

M «t

M*ö

8ф

H » • » К • Ii

«VI •• «MO (SM©C¡MM

tDi>Or)Ó¿0)

S3-

сЗаэ

ШтгсчсоючЗсоЬ

Tj<rJ< IßlO^rfiOB

ОСТрЗЧЗОЭС^М ШиРчЗЮн » »

s* с. «. » » rOCVÍ Ol^HCwWtUÍV

«k « « «k » «k « oooooooo

(T¡ «rí'M IС 00 о1 С4

i>otüc-u5a5ino»

* » * M »> <л «•

HWHHHMCMW M т í£> 01Л U-м м

hpí оo cicvjb-'oa

МММММММM

o rf M «í *}• «О OEÍ^ÓOlnOCO

In ^

ю о

д ЯЗ a'ö 8§89й®

а «3to cjc3 м «ум m мммммм

S r-я ^ So^SS

« Oí • (> » »«Д » » • »

О «о »Q О ЮНОО M ©iM СОМ НСННИН

oooooo«« hhhmhhWS

VPv

M О м и

a a-

MC3

ifi

MB!

о о Д в

■■Ri

d ra Éf fil

О U ЧЭ „ _ .....

M •• ГТ I •• О I •• 53 fr О щ Ci

13 g Я IS '

ñÁ p<p< ña а 2 3

MtrlgMCJ

o o S o o иеркс

(табл. 8). Содержание клетчатки в зерне кукурузы снижается значительна - на 30%,. а в- серне ячменя повысилось на 21%, а в горохе - на 6-16%,

» • • ■ г

Содержание жира в зёрне ячменя снизилось на 13%, ., а в зерне "кукурузы почти сохранилось на прежнем уровне. В зерне гороха Неосылаю-пдаися дира повысилось на 41Х,- а у сорта Смарагд - на Последнее

говорит о Том, что н& исключен повторный синтез не только аминокис-' лот, ко и wrpoa. Но это уже другая тема для работы.

В далях успеикого пракйиеского использования в корм животным и птацз биологически обогащенного зерна компонентами сырого протеина кеобходшо было установить, что при изменении бко;пшического состава ээрта его энергетическая ценность и питательные свойства не■снижавт-. сл в сравнении с"контролем.

Дзяные табл. 9 свидетельствуют, " что-биологически обогащенное гс-рт кукурузы полностью сохраняет самую высокую среди злаков знер-геткчеасуи, протеиновую и аминокислотную питательность. Что касается верна г.таеня', то энергетическая питательность биологически обогащенного зерна ячменя сохранилась, на уровне контроля и составила в 1 ¡:г - 1,25 и 1,26 ЭКЕ и 1,17-1,18 кормовой единицы в 1 кг корма до и после обогащения. Протеиновая питательность верна;ячменя при его биологическом обогап^нии повысилась значительно. S наших исследованиях получено сочетание дальнейшего повышения содержания азотистых веществ в зерне гороха (табл. 9) в условиях бкохимтехнолопш с полным сохранением уровня энергетической. питательности: в 1 кг зерна до обогащения содержалось корм.ед. - 1,17 и ЭКЕ - 1,26, а после обога-: щения соответственно 1,23, 1,35, И 1,19, 1,30..

Для определения сохраняемости сухого в-жества. было проведено два опыта.

9. Динамика энергетической, протеиновой и аминокислотной питательности зерна

Ку:суруза Ячмень Горох, сорт Неосыпаищшюя

. Показатели конт- обог. обог. конт- обог. обог. конт- обог. обог.

роль по I по II роль по I по II роль по I по II

вар. . вар. ' вар. вар. вар. вар.

шргетическая гаательность I кг ;рна, з I кг: )рм. ед. ), ЭКЕс

1,32 1,31 1,32 1,18 1,17 1,17 1,38 1,41 1,36 1,25 1,26 1,25

1,17 1,23 1,10 1,26 1,35 1,ЙП

гатеиковая и ■

шнокиолотнал

[тательность^

¡сол. сух. в-на: .

держание сы- . •

1ГО Протеина,% 10,48-25,21 18,04 1?,05 17,09 14,50

плгиеа/и^ ■ • держание сыро- /

протеина для

иней, *

25,93 30,40 а?

',12:17,38 10,96 • 8,99.11,84 9,93 20,50 23,38 22,18

держание пере-риваемого про-ина, г:

>1 I корм. ед. 54 а I ЗКЕа ■ ■ 52

131 81 123 83

101 85 94 80

175 195 156 163 / 178'- 1?1

има 15 емино- ■ -■

ГЗЛОТ 3 абсол. '

к."веществе, X 8,83 19,43 11,50

',30 12,81 9,27 20,00 27,24 60.41

г.ч. лизина, X

0,35 1,51- 0,75 0.49 0,78 0,58 / 1,73 2.04 1,64!

■. - 40 — ' ■

В первом опыте, продолжатель кость периода качаа&жй сушки зерна после его набухания.и промывки в начале неподогретам воздухом.в течение 3-4 суток. В.опыте:втором - в течение 10-16 суток, а последующей. сушкой" в обоих опытах -подогретым воздухом. 3 результате проведенных опытов установлено, что в процессе биологического обогащения, азотистыми-, веществами ■ зерна, кукурузы и ячменя абсолютна сухое ве-, щество сохраняется полностью и составляет от контроля в первом опыте по'кукурузе - 107,6%, а по ячменю - 99,1%, а во втором опыте соответственно 104,3 и Ю1Х. ^

Полная сохраняемость абсолютно сухого вещества, достигаемая при Зиолоптческом обогащении - азотистыми веществами зерна кукурузы и ячменя, получается вследствие того, , что повторный синтез азотистых веществ, происходящий в набухающем зерне, является процессом, создаю-ейм новые порции сухого вещества, главным образом запасных белков, используя, для этого агот карбамида, поступающего иг внешней среды.

. 5,7. БАЛАНС 'МАССЫ-,ВЗАШЗЗ№ИСИМЫК ВЕЩЕСТВ В. ПРОЦЕССЕ..

• БИОЛОГИЧЕСКОГО .ОБОГАЩЕНИЯ ЗЕРНА СЫРЫМ ПРОТЕИНОМ

Проведение лабораторных и '".технологических, опытов, е конечном счете имело цель'установление биохимтехнологической нормы потребности в рабочем рзствоое карбамида исходя из баланса веществ.

. Важно установить баланс массы, поступающего в зерно карбамида. и продукта его .гидролиза ■-.'■' азота и повторно синтееируемого, с. его участием, сырого протеина. '- ' -'- . ; : ;■'.-. -;Л ' ; - "

В процессе - биологического-.; 'обогащения ::'■'• зерна :сыр№(^протеином азот, кхс.д.тдгй н состав'- карбамида до его гидродага,'.После-'.перехода г свободное состояние, вк.аочается в соогав повторно сннтегирулчн:--.эуп-;

кшксдат.-. При этомсоблюдается бшшс массы азота, выделяющийся при гвдролиаз яарбамвда. и вкгочгящийся а состав вновь синтезированного . щютеина. Баланс зёцвстз'учктывасся'в три периода. Только спредвле-а» массы поглощенного зерном карбадада и выделенного при его гидролизе азота установлено косвенным путем в соответствии с массой аво-содеркгдегсся к поаторко сгатезированном протеине в условиях би-схиктвхволагиЕ.. Остальные 'показатели табл. 10 установлены путем пря-паго - учета в- сшгтах. . • .''•;.

Зздаые тгйг. 10' свадетальствуют,- что содержание сырого протеина

яаъшиюаь т .'Это "обогащение аёрна: кукурузы. происходило при

темкературе 18-gQ°C. В stex уояовшис. в'.набухающее верна поступила из-рабочего раствора 11,54 г карбамида» гидролиз которого после распада «амака зтелул 6,312 г азота,; сбалансированного с повторным синтезов 2 атой партия- зврга - 33,g г сырого протеина. Одновременно с ззступлеетем' з эту пробу зерка 11,54 г карбамида, иг рабочего раство-аа поступите й7,3 г зада. Это значит, что поступивший в зерно

iw'-r/pysv г-а^тзор мз.рба'лйa isaa™ тчцентрацию не Ю*. а 13.17Х.

3 зажгд сс,гд принадлежит плодовым и семенным обо'яочкзм, ■тзлк€з;'.:кис.ч похупроэщаемымн мембранами, которые регулируют раздельное тсступленде воды'и карбамида. Такое, примерно, балансирование отмечечо-ч гри температуре раствора 23-25°С, а также в герне других культур. Перспектива широкого знедрения в производство г.реллтлейной1 биохимтехнологии дает возможность: а) увеличить сырого протеина в 2,6 pass; б)полная сохранность сухого вещества; в)экономный расход я рабочем растворе кзрбаглгдз; на 1000 т зерна кукуругы, имеющего влажность 14." необходимо при T~weparype 18-20°0 89 т карбамида, что позволяет дополнительно получить 147 т сырого протеина в т.ч. из т суммы 15 аминокислот, в т.ч. БЗ т незаменимых, ив них 12

10. Баланс веществ, масса которых взаимозависимо изменяется по этапам процесса биологического обогащения зерна компонентами протеина

н°н° з/п Показатели ■ ЕЯ-изм. Кукуруза Ячмень Горок ?

Т- 18-20°С Т-23-25°С

1 2 3 4 5' 6

А X . Показатели зерна до

его биологического

обогащения азотистыми

вещества!«!:

1.1. Масса пробы воздуш-

но-сухого зерна г • 223,0 223,0 39,1 196,0'

1.2. Масса влаги в пробе г 23,55 23,55 4,26 19,87

1.3. Масса абсолютно сухо-

го вещества в пробе г 193,45 199,45 34,84 176,13

1.4. Масса,сырого протеина

в пробе г 20,9 20,9 4,55 45,67

2. Показатель набухшего

зерна в пробе:

2.1. Масса г ■ 310,0 310,6 67,0 364,0

г.г. Отношение массы к аб-

солютно сух. веществу * >* 155,7 155,7 192,3 206,7

2.3. Масса поглощенного -

раствора г 87,6 87,6 27,9 168,0

2.4. Влажность набухшего

зерна 7. 35,3 35,8 ' 48,0 51,8

2.5' Содержание в набухшем

зерне сух. Еещества 7. 64,2 64,2 52,0 48,4-

3. Содержание в пробе

сухого обогащенного

зерна:

3.1. Масса воздушно-

сухого зерна г 236,5 .236,5 ЮЛ Г, ,, юс» »и

3.2. Масса влаги г 21,92 20,50 п ос1 ■ V , и к. 19,0

3.3. Абсолютно сухое

вещество ' г 214,6 214,6 34,5 170,0

3.4. Отношение массы або.

сух.зерна после обога-

щения к его массе до .

обогащения ; X 107,6 107,6 99,1 96,5

3^.5. Содержание сырого

протеина в абсолютно

сухом зерне Г 54,10 62,66 5,90 51,68

3.6. Синтезировано сырого 14,73

протеина %. 18,72 . 4,04 4,47

3.7. Синтезировано" сырого

протеина г 33,2 41,76 ' : 1,35- -'6,02

3.8. То же к сухой массе в

обогащенного зерна X 15,47 19,46 3,91 3,64

3.9. Масса азота в синтезир.

протеине в зерне г 5,312 6,68 ■ 0,216 0,963

3.10'. Масса гидролиэованного

карбамида в зерне при

синтезе протеина г 11,54. 14,52 '' 0,47 2,09

3.11.Фактический X карбамида

в поглощенном зерном

растворе . X 13,17' ■ 16,57 1,68 1.24

3.12.Содержание карбамида •

в рабочем растворе '.. X 10 10 5 5

ЗЛЗ.Гидролиговано карбамида ■ -

к влаге зерна V /• ■ 10,39 13,07 1,46 1,11

3.14.Гвдролизовано карбамида *

лэ раствора ■X 60,4 '60,9 23,0 17,2

1. Потребность в раб6чем'

растворе карбамида: '

1.1. Максимальное содержание «

влаги в пробе зерна '.г 111,15' 111,15 32,16 187,87

1.2. То же. к абсол. сухому

зерну пробы . X 51,8 51,8 93,2 И'0,5

из. Потребность в рабочем

"растворе карбамида в X

к массе абс.сух. зерна

о коэф.технологическрго 166

обеспечения (х1,5) X 78 V 78 - 140

1.4. Повышение нормы потреб-.

.ности рабочего раствора

карбамида для зерна .41,66

кукурузы в целях обеспе- XI,32

чения его азотом X ' 103 129

т лизинг. Полное балансирование по массе и времени поступления водного раствора в набухающее зерно карбамида и продукта его гид; лиза - авота, с немедленным использованием последнего для синт* протеина, у кукурузы, ячменя и гороха имеются как общие законом* 'ласти, так и существенные различия, о чем свидетельствуют даш таблицы 10.

ВЫВОДЫ

. 1. Доказаны принципиальные особенности нового раздела биотехн логии - называемого преобразовательной биотехнологие'й многоклеточн организмов или их органов'размножения, относящегося к■ биохимтехнол. гическому направлению ее развития,

2. На основе применения в практических целях фундаментальш эакоцомерностей' азотистого обмена у растений, разработана и экспер1 ыйн'гальнс доказана теория биотехнологически 'индуцированного преобрг аоваиия в жизнеспособном, набухающем зерне традиционных, для даннох этапа онтогенеза, биохимических процессов.и образуемых веществ, не обходимых для роста зародыша, в нетрадиционный для данного зтала ов тогенеза, интенсивный синтез аминокислот, белков, амидов.

3. Впервые экопериментально достигнуто значительное по уровн биологические обогащение зрелого жизнеспособного зерна-протеином условиях промышленной биохимтехнологии, имеющее большое перспектив ное, практическое значение. Оно научно обосновано теорией преобразования в набухающем зерне традиционных-биохимических процессов и образуемых веществ в нетрадиционные процессы, образующие наиболее ценник вещества в нетрадиционный этап онтогенеза. .

4. Теоретически обоснованы и экспериментально доказаны конкрет-

í •

je биохимтехнологические условия, .обеспечивающие максимально высочи уровень биологического обогащения зрелого, жизнеспособного зерна ротеином, являющиеся новым и принципиальным отличием пресбрзэова-9ль ной биотехнологии.

5. Установлены принципы и разработана методика определения био-имтехнологических условий, обеспечивающих максимальный уровень био-огического обогащения зрелого, жизнеспособного зерна протеином для аждой культуры. •

3. Заявлено, что максимальный уровень биологического обогащения ерна протеином для культур является различным, так как зависит от беспеченности синтеза аминокислот- необходимыми веществами, з том .исле эквивалентным поступлением в зерна свободного аммиака.

Зпервые в результате применения карбамида, как источника 1зота, получено биологически обогащенное протеином зерно, являющееся ¡о биохимическим .данным нетоксичным и пригодным для кормления всех 1ИД0В с/к животных и птицы.

8. В набухающем жизнеспособном зерне установлены дополнительны? (ва состояния обмена веществ, встречающиеся только при биологическом збогащении его протеином: во-первых, сочетающее интенсивную жиэнеде-гтельность, направленную на синтез аминокислот с полным прекращением госта и, во-вторых, сочетающее замедленный рост зародыша, с ослгб-1енным синтезом аминокислот при сравнительно низкой концентрашпт *. застноре карбамида, не достигающим ..максимального уровня.'

9. Теория биотехнологически индуцированного преобразования биохимических процессов, периода начального роста зародыша, в интенсивный синтез аипнскпслот и белков позволяет установить. биохимическую природу биолопиеского : обогащения 'зерна,протеином. Она состоит в разсвэнпи при повторном синтезе на .'нетрадиционном этапе онтогенез?..

не новых веществ для данной культуры, а азотистых, первично тоже 1 копленных :на более раннем этапе онтогенеза материнского растения.

10. Применяя низкую концентрацию рабочего раствора карбйж для биологического обогащения зерна протеином ~ в. этом случае ве поступающий карбамид в зерне гидролизуегся, а выделенный овободн аммиак обезвреживается синтезом шинокислот, белков и амидов. Это, содействуют биотехнологические приемы - промывка, а затем пери;

'"дозревания" - выдержки верна без его преждевременной сушки, в течб ние которого остатки карбамида гидролигуются полностью,

11. Установлено экспериментально, что в условиях биотехнолоп: биологического обогащения зерна протеином, .синтез суммы 15-ти опре деляемых-аминокислот, в единицу времени, происходит многократко ре аультативнее, " чем в период естественного "налива" в материнском организме. Если взять конкретно, то в 100 г сухого зерна кукурузы,, пр! температуре 18-20°С 8а 40 суток "налива" на материнском растении, синтезировано 8,85 г, или по 0,222 г в,сутки, а за 6 суток набухания зерна, в условиях промышленной биотехнологии, в нетрадиционный период онтогенеза, в результате синтеза, их содержание повысилось до 19,42 г или на 10,56 г больше, а за одни сутки - 1.76 г или в 7,9 раза больше, чем при естественном "наливе" верна.

В 100 г сухого зерна ячменя в течение 35 суток естественного "налива" синтезировано суша -масс 16 аминокислот. - '",9 г, или по 0,226 г в сутки, а в условиях модели промышленной биотехнологии' за четверо суток набухания зерна синтезировано 4,9.' г или по 1,225 г в сутки, что в 5,4 раза больше, чем в условиях естественного "налива".

12. Доказанная для биологического ' обогащения -зерна протешем результативность применения теории биотехнологически индуцированного, .преобразования' 'традиционных-' биохимически;-- процессе п^гиодя начала

роста зародыша в повторный синтез аминокислот и белка," позволяет теоретически прогнозировать осуществление в условиях промышленной биотехнологии обогащение кормовым белком органов вегетативного размножения растений, в первую очередь -клубней картофеля, корней свеклы и другж, имеющих большой запас питательных веществ и, в первую очередь, крахмала и Сахаров.

13. В биохимтехнологш биологического обогащения зерна протеином при набухании его в водном растворе карбамида имеет очень большое значение. Впервые установлена прямая пропорционадьная зависимость количества свободного аммиака, выделяемого^ в единицу времени в процессе гидролиза карбамида в зерне, от концентрации раствора, увеличиваясь при ее повышении. '

•14. Доказано осуществление принципа приоритетного использования энергии клеток и необходимых веществ для течения биохимических процессов обезвреживания свободного аммиака,'путем синтеза аминокислот, белков, амидов, в сравнении с одновременно способными протекать биохимическими процессами, обеспечивающими рост гародышз.

15. С высокой степенью достоверности можно обосновать, что в данной работе накоплен достаточный теоретический и экспериментальный материал для включения в биохимию нового раздела - биохимтехнологии, изучающего принцип технологически индуцированного преобразования биохимических процессов периода начального роста зародыша и других органов размножения растений,' в повторный синтез аминокислот, белков, змидов.' Он/ будет развивать теория превращения азотистых веществ у растений и расширять ее применение в разработке новых, важных для практики технологий.

16. Мы в настоящее, время не располагаем ресурсами, чтобы внедрить наше открытие-в производство.. Поэтому, наша задача состоит в

-непринципиальном открытии совершенно нового явления преобразован!: системы биохимических . процессов, обеспечивающих жизнедеятельное! зародыша верна, в новую систему ферментативного повторного синтез аминокислот и на этой основе обогащения верна азотистыми веществам в условиях биохимтехнологии. .

Как уже отмечалось, полученному продукту (кормам) дана оценка 'по результатам полного зоотехнического анализа. ,

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ

Выделить одно хозяйство или элеватор с комбикормовым заводом и организовать 'широкую производственную апробацию настоящего открытия;

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Патент .№96100160 (PS) Способ обработки зерна на корм (Хиж-кяк В.А., Викторов П.И., Солдатов A.A., Иванникова H.H. (Боедарен-ко). Заявлен. 03.01.96. .

2. Викторов П.И., Хижняк В.А,, Солдатов A.A., Бондаренко H.H. К вопросу биотехнолегического повышения содержания протеина в зерне кукурузы // Сб."Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства". Горки, 193в. С. 289-271.

3. Викторов П.И., Хижняк В. А., Солдатов A.A., Бондаренка H.H. Биологическое обогащение зерна протеином // Зоотехния, Н°7, .1996. 0. 13-16.. ' . ' " ". • '. ':. .. . • :

. ,4. Бондаренко Н. Н., - Викторов П. И. Новый метод повышения протеиновой питательности фуражного верна V/ Тезисы докладов."Ресурсосбе-

эющне технологии в аквакультуре". Краснодар, 1996. С. 7-0.

Б. Бондаренко H.H., Викторов П.И. Уровень синтеза в зерне сыро-протеина и аминокислот при его биологическом обогащении // Тезисы ладов "Ресурсосберегающие технологии в аквакультуре". Краснодар, 3, О. 8-9.

6. Бондаренко H.H.,- Викторов П.И. Уровень обеспеченности пот-ности рыбы в нормируемых аминокислотах и сыром протеине при ис-ьзовании биологически обогащенного зерна, // Тезисы докладов "Ре-

сосберегазощие- технологии в аквакультуре". Краснодар, 1996. *

9-10.

7. Бондаренко H.H., Викторов П.И., Солдатов A.A. Изменение со-каиия биохимических показателей в протеине биологически обогашек-о зерна // Сб. тр. ВИЙ посвященный 100-летию М.Ф.Томме, Дуброви-

199§7 О. 81-65. .

8. Викторов П.И., Бондаренко Н.Н, Солдатов A.A. Новый бисх.м-нологический метод биологического обогащения фуражного зерна кроном // Сб. тр. ВИН посвященный 100-летко М.Ф.Томме, Дубровш^, I. С. 65-70.

9. Солдатов A.A., Викторов П.И...Бондаренко H.H. Особенности уцированного преобразования ростовых процессов в зерне // Сб. тр.

посвященный 100-летим М.Ф.Томме, Дубровины, 199^7 С. 59-61.

10.'Викторов П.И., Хижняк В.А., Солдатов A.A., Бондаренко H.H. од повышения содержания протеина в зерне злаковкх культур // Юбк-ный ср. трудов КубГАУ, посвященный 75-летиэ университета. Красно, 1997. с: 77-78, '

11. Бондаренко Н.Н, Биохнмтехнологичвский метод обогащения зерна ковых культур протеином // Сб. трудов ЕНИИОК, посвященный 65-ле-. Ставрополь, 1997. С..83-66.

12. Технологические условия для производства фуражного зерна тащенного протеином и аминокислотами. //Краснодар, 1997.

13.Боодарекко H.H., Солдатов A.A., Викторов II.И. К теории преобразования бнохишгческкх процессов прорастания семени в систе му повторного синтеза аминокислот и сырого протеина.//Тезисы Mss-дународно-производственной конференции "Интенсификация произведет продукции етвотноводства в республике Беларусь" . Еодико, I9SS.

14.Бондаренко H.H., Викторов П.И., Солдатов A.A. Изменение осж < >ш питательных веществ, энергетической и аминокислотной ценности

в процессе биологического обогащения зерна протеином.// Тезисы £1ездународно-производственной конференции "Интенсификация производства продукции кивотноводзтва в республике Беларусь".. Жодино, 1998.

15.Бондаренко H.H. Повышение содержания аминокислот в зрелом жизнеспособном зерне ячменя путем биологического обогащения ими в условиях биохимтехнологии.// Тезисы докладов на Международной научной конференции "фундаментальные и прикладные проблеш повышения продуктивности сельскохозяйственных животных" Саранск,1998Г.С

16.Боцдарёнко H.H. Изменение содержания в сыром протеине обогащенного аминокислотами зерна биохимических показателей, косвенно определяющих его биологическую полноценность.//Тезисы докладов

на Международной научной конференции "фундаментальные й прикладные проблеш повышения продуктивности, сельскохозяйственных животных". Саранск, 1998. С.Н'М

17.Бондаренко H.H., Солдатов A.A., Викторов П.И. Особенности биотехнологии индуцированного преобразования ростовых процессов метаболизма, происходящих в начала прорастания зерно, в закономерный синтез сырого протеина.// Тезисы докладов ид Международной научной конференции "фундаментальные и прикладные проблемы повышения продуктивное.« сельскохозяйственных животных". Cnftfwrc ,1990..

С. и-19

18.Боццаренко H.H., Солдатов A.A., Викторов П.И. "Динамика изменения основных питательных веществ, энергетической ценности и абсолютно сухого вещества в процессе биологического обогащения зерна азотистыми веществами.// Тезисы докладов на Цездуьародной тучной конференции "Фундаментальные и прикладные рроблешг гсошзания продуктивности сельскохозяйственных шшотных". Саранск, 1998.

С. Z9-9J

Подписано

60x84 X/I6

в печать 22.05.98 г.

Бумага офсетная Тираж 100

Печать УЧ.-пзд.л.2,5

офсетная

Заказ 148

Ротапринт Северо-Оовтяиокого ЩИИ 362003, г.Владикавказ, ул>;Ардонсгая,17$

Текст научной работыДиссертация по сельскому хозяйству, доктора сельскохозяйственных наук, Бондаренко, Нина Николаевна, Краснодар

КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

БОНДАРЕНКО НИНА НИКОЛАЕВНА, кандидат биологических наук

БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ПРОТЕИНОВОЙ (аминокислотной) ПИТАТЕЛЬНОСТИ ЗЕРНОВЫХ КОРМОВ

со

Диссертация на соискание ученой степени доктора сельскохозяйственных наук

Научные консультанты:

Заслуженный деятель науки РФ, лауреат премии СМ СССР, доктор с.х.наук, профессор П.И. Викторов, доктор с.х.наук A.A. Солдатов

Краснодар, 199? г.

Специальность 06.02.02 - кормление сельскохозяйственных животных и технология кормов

ОГЛАВЛЕНИЕ

С.

ВВЕДЕНИЕ 5

I.ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ II

IЛ. Растительные протеины (белки) - основа обеспечения

животных полноценными рационами II

1.2.Дополнитеш к растительным протеинам, вводимые в

рационы для повышения их протеиновой питательности 19

2. МАТЕРИМ 1 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 24

3. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 32

3Л.Результаты биохимтехнологического обогащения зрелого,

жизнеспособного зерна кукурузы аминокислотами и другими компонентами протеина 32

3.2.Повышение содержания аминокислот и других компонентов протеина в зрелом, жизнеспособном зерне ячменя путем биологического обогащения ими в условиях биохимтехнологии 43

3.3.Повышение содержания аминокислот и других компонентов протеина в зрелом, жизнеспособном зерне типичной бобовой культуре - горохе в условиях биохимтехнологии 48

3.4.Результаты обогащения азотистыми веществами зрелого, жизнеспособного зерна сои в условиях биохимтехнологии 55

3.5.Сравнение потребностей сельскохозяйственной птицы в незаменимых аминокислотах и сыром протеине с содержанием этих веществ в необогащенном и обогащенном протеином зерне кукурузы и ячменя 59

с.

3.6.Сравнение потребностей свиней в незаменимых аминокислотах и сыром протеине с содержанием этих веществ в необогащенном и обогащенном протеином зерне кукурузы и ячменя 68

3.7.Динамика изменения содержания основных питательных веществ в зерне кукурузы, ячменя и гороха, происходящая в процессе их биологического обогащения компонентами сырого протеина в условиях биохимтехнологии 78

3.8.Динамика изменения энергетической, протеиновой и аминокислотной питательности зерна кукурузы,ячменя и гороха при их биологическом обогащении компонентами протеина 86

3.9.Сохраняемость абсолютно сухого вещества зерна в процессе биологического обогащения сырым протеином при биохимтехнологии 91

ЗЛО.Баланс массы взаимозависимых веществ в процессе биологического обогащения зерна азотистыми веществами в условиях биохимтехнологии 93 3ЛI.Уровень повышения биохимических показателей сухого вещества зерна при биологическом обогащении азотистыми веществами в условиях биохимтехнологии 105 3.12.Изменение содержания в сыром протеине биохимических показателей, косвенно определяющих его биологическую полноценность 109 3.13.Особенное™ биотехнологии индуцированного преобразования ростовых процессов метаболизма, происходящих в начале прорастания зерна, в закономерный синтез компонентов сырого протеина 118

С.

3.14.Главные показатели при проектировании и эксплуатации промышленных биохимтехнологических предприятий по производству биологически обогащенного азотистыми

веществами зрелого фуражного зерна 122

ОБСУВДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ 127

ВЫВОДЫ 156

ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВУ 160

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 161

ПРИЛОЖЕНИЕ 180

Светлой памяти кандидата сельскохозяйственных наук Василия Андреевича Хижняк ПОСВЯЩАЕТСЯ

ВВЕДЕНИЕ

Полноценное, сбалансированное кормление сельскохозяйственных животных и птицы предполагает не только достаточное снабжение их разнообразными кормами, но и рационами, составленными с учетом направления и продуктивности животных. При этом на первое место ставится содержанке протеина (белка) и составных его аминокислот.

Протеины (белки) растительного происхождения являются основой обеспечения потребностей животных в аминокислотах. С белком связан весь ход жизненных процессов в организме, как растений,так и животных .

Шивотный мир зависит от растительного.Белки производятся растениями к животные только из растительных белков или продуктов их частичного распада строят белки своего тела, молока, яиц и т.д.

Проблему увеличения производства протеина, улучшения его качества необходимо решать в органической связи с проблемой кормов,которая решается путем использования научных достижений в области повышения культуры земледелия, создания новых сортов кормовых культур, отличающихся не только высокой продуктивностью, но и биологической полноценностью,научно-обоснованных технологий заготовки и переработки кормов, обеспечивающих максимальный выход и усвояемость питательных веществ. Корифей зоотехнии академик й.С.Попов (1856) говорил:"Обеспеченность животноводства достаточным количеством кормового белка - один из актуальнейших вопросов современного

сельскохозяйственного производства. При решении этого вопроса следует исходить из положения, что проблема белка в животноводстве является частью общенародной проблемы снабжения населения пищей и мы должны ее рассматривать в этом аспекте, а не с позиции только животноводства".

Если животноводство ведется экстенсивно и продуктивность его невысокая, обеспеченность протеином не является острой, т.к. потребность животных удовлетворяется тем количеством протеина, которое содержится в кормах. Но при повышении генетического потенциала животных необходимо удовлетворять их требования в полноценном протеине. Вот почему решение проблемы производства кормового протеина приобретает важнейшее значение.

Анализ современного состояния кормопроизводства в животноводстве РФ показывает, что обеспеченность скота кормами и кормовым белком ниже аналогичных показателей развитых зарубежных стран. При средней потребности животноводства в кормовом протеине в 23 млн.т, фактически скармливается около 20 млн.т. В результате общий дефицит протеина в расчете на достигнутую продуктивность животных в стране составляет 2,5-3 млн.т (В.А.Тащилин,Д.В.Якушев,1997).

Дефицит переваримого протеина в животноводстве достигает примерно 13-15% от потребности. На одну энергетическую кормовую единицу приходится в среднем 90-95г протеина вместо П0-120г по нормам. При таком недостатке происходит огромный недобор продукции животноводства при больших затратах кормов на единицу продукции.

Для ликвидации такого несоответствия необходимо увеличить производство кормов, богатых протеином.

Основную массу зернового корма для животноводства получают от злаковых культур - кукурузы, ячменя, овса, сорго и др., в зерне

которых содержится 3-13% протеина. Сено и зеленые корма из злаковых трав также мало содержат протеина.

В настоящее время в России для обеспечения животноводства протеином осуществляются очень многие приемы в области земледелия (удобрения), технологии кормов, развития микробиологической промышленности и другие. Но пока, на необходимом уровне, проблема производства протеина для полного удовлетворения животноводства не решена, что приводит к серьезным последствиям и потерям.

Применяемые до последнего времени способы обогащения зерна злаков путем намачивания его в высококонцентрированном растворе карбамида (85-50%) приводили к потере жизнеспособности зерна и физико-химическим насыщением зерна карбамидом. Такое зерно можно использовать только для жвачных животных да и то в ограниченных количествах, так как карбамид негидролизован.

Вот почему мы обратились к биотехнологии. Это научно управляемая технология производства полезных продуктов путем использования биологических процессов в жизнедеятельных организмах или в их органах, в обычных или в специально созданных внешних условиях.

Одним из разделов биотехнологии является биохимтехнология -технология промышленных биохимических производств при управляемом синтезе полезных веществ и продуктов путем использования процессов жизнедеятельности органов растений, вызванных управляемым преобразованием систем биохимических процессов, происходящих под воздействием специальных веществ и условий.

ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙ. Целью настоящих исследований в широком смысле является решить одну из самых сложных задач современной биологии-производство протеина в искусственных управляемых условиях в органе, в котором он производится в естественных услови-

ях - ферментативно, а в узком - найти условия при котором зрелое, жизнеспособное зерно и его зародыш мог повторно синтезировать протеин.

Необходимо было теоретически обосновать и практически осуществить синтез протеина (аминокислот и белка), в искусственных управляемых условиях.

В соответствии с целью для решения были поставлены следующие задачи:

- разработать теоретические основы синтеза растительного протеина в зрелом, жизнеспособном зерне;

- в серии лабораторных опытов определить концентрацию рабочего раствора карбамида при котором сохраняется жизнедеятельность зерна и в начале полностью прекращающей рост зародыша и прорастание семян;

- определить оптимальные температурные условия для деятельности зародыша;

- найти оптимальную продолжительность нахождения зерна в растворе карбамида для каждой зерновой культуры;

- разработать систему биотехнологических способов,позволяющих в искусственных условиях производить кормовой протеин путем биологического обогащения им зрелого, жизнедеятельного зерна на основе процессов ферментативных, малозатратных по количеству используемой энергии, экологически чистых у растений;

- разработать промышленную биотехнологию синтеза протеина (белка) в зерне злаковых и бобовых культур;

- дать характеристику полученным образцам зерновых культур биологически обогащенных аминокислотами, белком и, в конечном итоге, сырым протеином;

- провести сравнения содержания сырого протеина и аминокислот

в биологически обогащенном зерне с нормами потребности их для птицы и свиней;

- изучить динамику повышения уровня биохимических показателей содержания протеина и аминокислот в сухом веществе зерна в процессе биологического обогащения;

- дать научное биохимтехнологическое обоснование показателей для проектирования и эксплуатации промышленных биохимтехнологичес-ких предприятий по производству биологически обогащенного протеином зрелого зерна азотистыми веществами;

НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЙ

Впервые установлено явление биологического обогащения зрелого, жизнеспособного зерна сырым протеином, содержащим в основном аминокислоты, включая незаменимые.

Разработано научное обоснование технологически индуцированного преобразования биохимических процессов периода набухания зерна, традиционно обеспечивающих рост зародыша, в синтез аминокислот, запасных белков и амидов, в соответствии с закономерностями превращения азотистых веществ в растениях.

Это позволило теоретически обосновать и экспериментально испытать новый вид результативной, в перспективе имеющей промышленное значение биохимтехнологии - производства сырого протеина путем синтеза аминокислот в зрелом, жизнеспособном зерне злаковых и некоторых бобовых культур, используя при этом восстанавливаемые сырьевые источники в условиях экономичной затраты энергии на обеспечение ферментативных процессов метаболизма.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Теория вопроса;

2. Виохимтехнология повышения содержания протеина (белка, аминокислот) в зрелом, жизнеспособном зерне злаковых и бобовых культур;

3. Характеристика полученных новых кормов;

4. Сравнение состава биологически обогащенных зерновых кормов

с нормами потребности птицы и свиней в протеине и аминокислотах.

I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1. Растительные протеины (белки) - сснова обеспечения животных полноценными рационами.

Основной источник протеина для животных и птицы - растения, они дают до 95% всего кормового протеина. Наибольшее количество его поставляется животноводству в урожаи зерновых и зернобобовых культур, силосных растений и трав. Так, в последние годы в валовом сборе доля зерновых злаковых культур составляла %,:- 44,7, зернобобовых - 3,1; масличных - 2,5; картофеля - 3; силосных - 7,3; кормовых корнеплодов и бахчевых - 0,9; однолетних и многолетних трав - 10,6; естественных сенокосов и пастбищ - 18; прочих культур и их отходов - 9,9 (А.И.Тютюнников,В.МЛ>адеев,1984).

Зерно (семена) представляет собой репродуктивную часть растения. Оно содержит оплодотворенную и развивающуюся семяпочку, заключающую внутри себя миниатюрное растение, которому обычно сопутствуют запасы питательных веществ в виде эндосперма (Дж.Инглетт,1977,И.Дэвис, Дж.Мерфи,1977). Зерно злаковых культур занимает наиболее высокую удельную массу в кормлении сельскохозяйственных животных. Однако ячмень, кукуруза, сорго, овес и другие содержат недостаточно протеина, который к тому же отличается низкой биологической ценностью из-за малого количества незаменимых аминокислот и, в первую очередь, лизина. Количество лизина составляет 40-50% от физиологической потребности животных и птицы. В связи с этим коэффициэнт использования протеина зерновых злаков достигает лишь 40-50%, так как определяется уровнем незаменимых аминокислот и,в первую очередь,"критических" - лизин, метионин,триптофан.

1о

Повысить эффективность использования зерна злаковых культур в кормлении моногастричных животных и птицы можно лишь при обогащении его полноценным протеином животного происхождения, бобовых культур, дрожжей, жмыхов и шротов, а также синтетическими незаменимыми аминокислотами. Однако производство белковых кормов сильно отстает от потребности животноводства.

Вот почему были предприняты попытки путем селекции зерновых культур на увеличение количества и улучшения качества их протеина. Этому способствовало открытие биохимического эффекта мутации кукурузы Опак-2 и Флаури-2 и у ячменя - Хайпроли. Однако, созданные сорта высоколизиновой кукурузы под руководством академика И.И.Хаджинова (1975) в настоящее время не получили широкого внедрения, а ячменя -не вышли за рамки эксперимента. Однако известно, что сорта одного и того же вида кормовых культур значительно различаются по химическому составу, в том числе по содержанию протеина. Сорта одного и того же вида растений различаются и по аминокислотному составу. Поэтому направленная селекция кормовых растений - отбор и закрепление полезных признаков и свойств кормовых растений имеет большое значение. Например, в результате только систематического отбора, даже без применения скрещиваний, удалось повысить содержание протеина в зерне кукурузы с 11,4 до 17,1%, а при отборе - содержание жира с 6,4 до 10,0% (С.И.Шегалов,1972).

В последние годы исследована возможность получения высокобелковых и с улучшенным качеством белка форм кукурузы методом клеточной селекции и сомаклональной изменчивости. Созданы линии, которые лизина содержат на 19,5% больше, чем в контролеСГ.Н.Чечеиева,1997).

Научные прогнозы показывают, что в ближайшие 15-20 лет путем селекционной работы содержание протеина в зерновых злаковых культу-

рах может быть повышено на 2-2,5%, зернобобовых и в травах на 2% (А.И.Тютюннккое, В.И.Фадеев,1984). Поэтому продолжаются работы по изучению влияния агротехнических приемов на повышение содержания протеина в зерне злаковых культур (Н.А.Атрашкова,1981,Б.И.Байрамов, С.3.Аллахяров,I981;Л.Г.Груздев,I981;П.А.Горшков,В.Е.Розстальной, 1881,Н.Г.Корнева и др.,1981;В.Д.Михальчевский,И.А.Нищий,1981).

Удобрения, особенно азотные, способствуют увеличению концентрации в кормовых растениях азотистых веществ и одновременно -снижению структурных углеводов (Н.Г.Андреев и др.1979; М.й.Ромашев 1959;

A.Л.Кокорина и др.1981). Кроме того, при внесении азотных удобрений увеличивается удельная масса азотистых веществ небелкового характера, основную массу которых занимают свободные аминокислоты

(П.И.Ромашев,1959,Е.В.Заборова,1972, Г.Ф.Ежов, О.й.Ломовская,1981).

При достаточном азотном питании листовые пластинки растений резко увеличиваются в размере, клетки укрупняются. В растениях идет усиленное образование протоплазмы - основного источника растительного протеина на которую расходуется основная часть углеводов, образующихся в процессе фотосинтеза.

Исключительно важное значение имеют фосфатные удобрения для повышения количества протеина в кормовых растениях. Они, проявляя преимущественно косвенное воздействие на содержание протеина в растениях, обладают еще одним свойством. Как показали исследования

B.М.Макаревич (1968), при внесении фосфатных и калийных удобрений существенно изменяется аминокислотный состав протеина.

Кроме воздействия на количество протеина, фосфатные удобрения в большинстве случаев повышают содержание фосфора в растениях и тем самым улучшают биологичес

Информация о работе

Бондаренко, Нина Николаевна
доктора сельскохозяйственных наук
Краснодар, 1997
ВАК 06.02.02

Диссертация

Биотехнологические приемы повышения протеиновой (аминокислотной) питательности зерновых кормов - тема диссертации по сельскому хозяйству, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы