Антипоживні речовини сої та способи їх нейтралізації. Сучасний технологічний погляд

Антипоживні речовини сої та способи їх нейтралізації. Сучасний технологічний погляд

Матеріали підготував Новіцький К., к.вет.н., експерт з годівлі "Анкорес Україна".

СОЯ – КОРМОВИЙ ЛІДЕР

Соя у промисловому тваринництві є кормовим лідером. І це - логічно, адже соя містить найбільший відсоток перетравного протеїну серед усіх кормових культур. Вміст критичної амінокислоти – лізину – у сої більше ніж у кукурудзі у 10 разів. 

Соя – єдина з кормових культур, що є одночасно суперконцентратом білка та валової енергії.

Боби сої багаті поліненасиченими жирними кислотами, фосфоліпідами, макро-, мікроелементами, вітаміном Е, клітковиною.

ОДНАК..

Соя еволюційно виробила надійну систему захисту від поїдання комахами, активні речовини, які проявляють виражену антипоживну активність.

Соя містить більше десятка антипоживних речовин. ЇЇ харчову цінність для тварин в значному ступені знижують інгібітори протеаз, фітогемаглютиніни, фітати та уреаза.

На першому місці серед антипоживних речовин сої – ті, що проявляють трипсин інгібуючу активність –ТІА у тварин та людини. 

ІНГІБІТОРИ ПРОТЕАЗ

Це сукупність речовин білкової природи, частка яких сягає 5-10% від загального вмісту білка в бобах сої. Однак , важлива не їх кількість, а їх активність.

Загальна назва об’єднує інгібітори трипсину Кунітца, інгібітори трипсину та хімотрипсину Баумана-Бірка та інгібітори, що пригнічують активність серинових протеаз мікроорганізмів.

Всі вони, взаємодіючи з ферментами підшлункової залози трипсином і хімотрипсином, блокують їх активність. Це погіршує перетравність як білків сої так і всіх інших, які у формі поліпептидів погано всмоктуються у кишечнику. Недостатньо перетравний корм надходить у товстий кишечник – де слугує субстратом для розвитку патогенної мікрофлори.

Це призводить до перевитрат корму, витрат на лікування гострих кишкових розладів та втрат поголів’я ( 50-70% летальність).

Встановлено, що не всі тварини однаково чутливі до інгібіторів протеаз. Найбільш чутливі до згубної дії ТІА сої риба та молодняк птиці, менш чутливі свині та ВРХ, особливо дорослі особини.

Антипоживні речовини сої та способи їх нейтралізації. Сучасний технологічний погляд

Молоді тварини, яких годують необробленою соєю з високим вмістом антипоживних речовин, втрачають потенціал росту. Навіть якщо таких тварин згодом перевести на безпечні корми – їх ріст вже не відновлюється.

Прийнято вважати, що чим більш розвинутий організм – тим менше пригнічуються травні ферменти.

Наприклад, згодовування непідготовленої сої рибам повністю інактивує їх трипсин та 50% хімотрипсинів.

У птиці – інактивується 2/3 трипсинів та 1/3 хімотрипсинів, що призводить до часткового перетравлення білка та значного зниження показників росту та розвитку.

Птиця реагує на присутність інгібіторів трипсину виділенням великої кількості ферментів, що призводить до гіпертрофії підшлункової залози. Надлишкове надходження ферментів у ШКТ призводить до дисбалансу амінокислот, оскільки ці ферменти містять сірковмісні амінокислоти.

УРЕАЗА

Це фермент, що розщеплює білкові сполуки до вуглекислого газу та аміаку. В необроблених бобах сої уреази міститься до 6% від загальної кількості білка.

Рівень активності уреази важливий лише у випадку одночасного використання сої та сечовини під час годівлі, так як при цьому утворюється аміак, який отруює організм.

ЛЕКТИНИ (фітогемагглютиніни)

Це глікопротеїни, які, мають виражені аглютинуючі властивості. Потрапляючи у організм, вони зв’язують ділянки специфічних рецепторів на поверхні клітин ентероцитів кишечного епітелію. Це призводить до неспецифічного пригнічення всмоктування речовин. Під час згодовування необробленої сої уражується слизова оболонка тонкого кишечника з утворенням виразок, розвивається атрофія ворсинок.

Частка лектинів у складі соєвого білка сягає 2-10%.

ОЛІГОСАХАРИДИ

Переважно це - рафіноза та стахіоза – вуглеводи, які не перетравлюються у кишечнику тварин та людини через відсутність ферменту галактозидази. Це призводить до зброджування їх та накопичення у товстому кишечнику газів (вуглекислого, водню, азоту, метану), що клінічно проявляється підвищеним метеоризмом.

ФІТАТИ

Фітинова кислота сої утворює нерозчинні комплекси з мінералами та погіршує їх всмоктування у кишечнику.

СПОСОБИ НЕЙТРАЛІЗАЦІЇ АНТИПОЖИВНИХ РЕЧОВИН СОЇ

Перші принципи боротьби з антипоживними речовинами сої були запропоновані ще 2 тис. років до н.е. Вони базувалися на замочуванні та температурній обробці.

На сьогодні пропонують два основні шляхи зменшення антипоживних речовин у сої, це- селекційний – шляхом відбору сортів сої з низьким показником ТІА та технологічний – шляхом оброки сировини різними способами.

До речі, вчені встановили, що не має необхідності позбавлятися у повному обсязі від інгібіторів протеаз, достатньо контролювати їх активність у сировині.

Зменшити ТІА у сої можна цілеспрямованою селекцією. Відомо, що сорти сої суттєво різняться за вмістом інгібіторів протеаз. Використовуючи такі сорти з наступною технологічною обробкою, можна суттєво знизити вміст ТІА у сировині. Основна проблема такої селекції полягає у одночасному зниженні ТІА та збереженні поживної цінності у нових гібрідах.

Сорти сої зі зниженою ТІА характеризуються меншою жирністю, але вищим білком. Сорти з підвищеною ТІА, навпаки, мають більшу жирність проте нижчий білок. Агрономи-селекціонери припускають, що цілеспрямована селекція сої дозволить отримати сорти з ТІА на рівні квасолі та гороху. Але, це у майбутньому.

До речі ГМО соя не відрізняється за вмістом ТІА від звичайних сортів.


З усіх відомих технологічних прийомів обробки сировини самий ефективний – це вплив високих температур та рН середовища.

Для зниження ТІА у бобах хороший ефект дає замочування, пророщування, варка у лужному середовищі, автоклавування, обробка інфрачервоними променями, обробка СВЧ полем.

Але у кормовиробництві способи підготовки сої та її продуктів переробки обмежені.

У якості корму використовуються такі продукти переробки сої:

  • Соєвий шрот –продукт знежиреної сої, отриманий шляхом прямої екстракції олії органічним розчинником або форпересуванням-екстрагуванням;
  • Соєва макуха – продукт низької жирової сої, отриманий шляхом пресування з попередньою обробкою в екструдері;
  • Повножирова соя – продукт сої із повним вмістом олії, отриманий шляхом екструзії, смаження, мікронізації або ін.
  • Соєвий концентрат – продукт глибокої переробки соєвого шрота або макухи за допомогою ферментації або шляхом спирто-водної екстракції.

Серед найбільш технологічних способів переробки сої на корми використовується суха екструзія, яка ефективно знижує ТІА у діапазоні температур 110-140оС протягом години.

Однак втрата незамінних амінокислот теж відчутна: за 110оС – втрати до 7%, за 140 оС - 15,5%.

Для отримання продуктів переробки сої з високим вмістом протеїну та зниженою інгібуючою активністю використовують спрямовану ферментативну обробку соєвого шроту та водно-спиртову екстракцію. В результаті отримують ферментований соєвий шрот та соєвий концентрат.

Порівняння основних показників поживності та безпечності cої та продуктів її переробки (Peisker M., 2001)

Показник

Боби сої натуральні

Соєвий шрот

Ферментований соєвий шрот

Соєвий концентрат (водно-спиртова екстракція)

Протеїновий соєвий ізолят

Вологість,%

10-12

10-12

6,5

7

6,5

Сирий протеїн,%

35,5

42-50

57,5

65

90

Сирий жир, %

19

1-1,5

2,5

1

1

Зола,%

4,7

5,5-6

6,8

6

5

Активність уреази (Од.рН)

2,0

00,1-0,3

<0,05

<0,05

<0,05

Інгібітор трипсину (мг/г)

45-50

1-8

1

2

<1

Лектини мг%

3500

10-200

1

0

0

Олігосахариди, %

14

15

1

3

0

Сапоніни, %

0,5

0,6

0

0

0

Показники безпеки сої. Що контролюємо?

Безпечність продуктів переробки сої оцінюють за показниками вмісту уреази та ТІА.

Оскільки у сирих бобах швидкість денатурації ферменту уреази та інгібіторів трипсину практично рівна, а визначення уреази технічно простіше, то на практиці цей метод використовується для визначення якості білка сої.

Показник активності уреази є індикатором ступеню деградації білка, то б то показує чи достатній термічний режим був обраний для інактивації анти поживних речовин у соєвих продуктах.

Показник активності уреази, що відповідає достатній термічній обробці соєвого шроту, коливається у межах 0,05-0,2 Од.рН.

Показники нижче 0,05 Од.рН свідчать про надлишкову термічну обробку сировини та втраті поживної цінності шроту а показник понад 0, 2 Од.рН – про недостатній температурний режим та наявність ТІА.

Показники вмісту інгібіторів трипсину прямо залежні від показників активності уреази. Це пояснюється тим, що інактивація цих речовин відбувається у одному температурному коридорі.

Зв'язок між вмістом інгібіторів трипсину та активністю уреази (N.Ruiz, Belalcasar, 2005)

Активність уреази, Од. рН Нижня межа

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

Активність уреази, Од. рН Верхня межа

Вміст інгібіторів трипсину, мг/г

0,050

1,95

0,2

4,3

0,050

2,82

0,146

4,0

0,060

2,18

0,157

4,07

0,047

2,12

0,152

4,0

Проте, не всі режими обробки сої, які знижують активність уреази до 0,1-0,2 Од.рН, забезпечують інактивацію інгібіторів трипсину. Тому, показник ТІА є також обов’язковим для контролю сировини, особливо, якщо ця сировина призначена для згодовування високочутливим тваринам та молодняку птиці.

Для продукті переробки сої (шрот, макуха) інгібітори трипсину мають рекомендований інтервал 1,75-2,5 мг/г.

Наприклад, для курчат –бройлерів, раціон яких складається з 27% автоклавованої повножирової сої, ТІА не повинна перевищувати 2,44 мг/г раціону (Волченко Д.С.).

Антипоживні компоненти кормів, зокрема продуктів переробки сої є невід’ємною їх частиною. Тому, вибір сировини для складання раціонів повинно враховувати не лише поживну цінність а й можливу небезпеку. Єдиним вірним рішенням буде обов’язковий контроль сировини на етапі придбання: сертифікат виробника та лабораторний аналіз безпечності отриманий у незалежній сертифікованій лабораторії.