Мясной скот, как и другие виды жвачных животных, обладает специфическим механизмом для пережевывания корма, его переваривания и обеспечения до некоторой степени безопасности организма при потреблении ряда кормов. В настоящее время основная задача при производстве говядины заключается в получении максимального прироста животных при наибольшей эффективности, а также в достижении желаемого уровня продуктивности животного в кратчайший срок.
Благодаря механизации и другим технологическим усовершенствованиям стало возможным перерабатывать корма и клетчатку более эффективно и при этом получать продукт более высокого качества. Трудно установить, какая доля этого повышения эффективности может быть отнесена за счет каких-либо специфических факторов, таких, как улучшение питания. Однако очевидно, что важным фактором является способ приготовления кормов к скармливанию. Такая технология получила широкое развитие в последнее десятилетие и особенно при откорме скота на откормочных площадках.
Приготовление (обработка) корма не является чем-то новым, но благодаря модификации старого и разработке нового оборудования, введению новых разновидностей кормовых культур, новых методов уборки и оценки готовых кормов теперь разработано множество новых способов приготовления кормов, особенно зерновых. Многие из этих способов связаны с затратами горючего или электроэнергии. Следовательно, преимущества, связанные с использованием переработанных кормов, необходимо сопоставлять с затратами на их приготовление.
Способы переработки
Известно несколько способов переработки зерна. Некоторые из них являются простыми модификациями друг друга. Одни способы используются уже в течение десятилетий, а другие разработаны только в последние годы.
Процессы переработки зерна можно разделить на две группы (вида): сухие и влажные. Ниже перечислены некоторые способы переработки, подразделенные на две группы:
|
Сухая обработка |
Влажная обработка |
|
Размол |
Плющение под паром |
|
Дробление (сухое плющение) |
Фланирование под паром |
|
Прессование (экструдирование) |
Нагревание под давлением |
|
Гранулирование |
Сильное увлажнение или восстановление влажности |
|
Поджаривание |
Замачивание |
|
зерна |
Проращивание |
|
Получение лопнувшего (воздушного) зерна |
|
|
Микронизация |
Вспучивание |
Цель переработки кормов. Зерно кормовых культур к моменту уборки сильно различается по размеру, текстуре, форме, зрелости и до некоторой степени по поедаемости. Некоторые способы обработки могут свести эти различия до минимума. Кроме того, внутри одного типа зерновых, например кукурузы, наблюдается большая вариабельность по качеству в зависимости от периода хранения и от партии зерна. Такую вариабельность по качеству, а возможно, и по поедаемости может существенно снизить обработка зерна.
Обработка, как правило, изменяет форму и размер частиц корма. Такие изменения отражаются на удельной массе корма, что оказывает влияние на скорость потребления корма.
Некоторые способы приготовления корма, требующие паровой обработки или механического фракционирования, вызывают желатинизацию крахмала. В результате такого преобразования молекулы крахмала повышается переваримость корма. Повышение переваримости может, в свою очередь, вызвать изменения в процессах ферментации в рубце. В большинстве случаев в результате обработки происходит увеличение площади поверхности кормовых частиц, вследствие чего облегчается воздействие на этот корм бактерий или ферментов.
Приготовление корма улучшает поедаемость некоторых кормов. Например, очень сухое зерно животные плохо поедают, а обработка паром или увлажнение с последующей механической обработкой улучшает вкусовые достоинства зерна вследствие изменения физической формы и состояния.
Обработка некоторых кормов, особенно грубых, предотвращает неравномерное поедание животными разных ингредиентов рациона, различающихся по величине частиц.
При автоматической системе кормления приготовление корма может сократить затраты на оборудование для хранения, сушки и раздачи. Так, например, обстоит дело при сравнении люцернового сена в круглых кипах и в гранулах. Обработка зерна может иметь некоторые отрицательные стороны вследствие повышения затрат на транспортировку корма при раздаче и некоторые трудности при хранении корма.
Размол, дробление или сухое плющение
Размол является старейшим и, возможно, самым дешевым способом приготовления зерна для скармливания скоту. Размер частиц определяется размером сит молотковой мельницы. Получаемый продукт содержит неодинаковые частицы корма, включая крупную дерть и муку тонкого помола. Грубо дробленое зерно кукурузы можно готовить также на барабанных мельницах. Текстура и размер частиц зависят от скорости движения, допустимого зазора между барабанами и шероховатости их поверхности.
Тонко размолотое зерно животные хуже поедают, что снижает его кормовую ценность, так как из-за меньшего потребления корма снижается прирост животных. Это особенно заметно при использовании высококонцентратных рационов и в меньшей степени проявляется при содержании скота на рационах с высоким уровнем объемистых кормов.
Экструдирование (прессование)
Принцип этого процесса сходен с таковым, лежащем в основе изготовления готовых завтраков для людей. Целое сухое зерно пропускают через конусообразный шнек, и вследствие фракционирования и давления температура зерна повышается до 93,3°С или выше. По мере того как зерновая масса выжимается через щель, она распадается на хлопья толщиной 1 мм. Если хлопья очень тонкие или крошатся, то положение можно исправить путем добавления воды к зерну, когда оно поступает в спиральный шнек.
Кормовая ценность прессованного зерна сходна с хлопьями, получаемыми при паровой обработке (фланировании). Есть одно преимущество прессованного зерна, которое состоит в том, что перед загрузкой в пресс можно смешивать два или несколько видов зерна и получать продукт унифицированного качества. При флакировании же смешивать такие виды зерна, как кукурузу и сорго, не следует, так как при обработке требуется разное время воздействия паром и разный зазор барабана.
Гранулирование
Зерно, разные грубые корма и кормовые средства с высоким содержанием протеина можно гранулировать и скармливать животным в таком виде. Все эти корма перед гранулированием нужно тонко размолоть.
Скармливание гранул имеет ряд преимуществ. Животные не могут выбирать привлекательные для них корма. Кроме того, возможно смешивать разнообразные ингредиенты и скармливать гранулы как полноценный рацион (монокорм). Если гранулы достаточно плотны, то проблема образования пыли и опасность разноса ее ветром почти полностью снимаются.
При определенных условиях кормления, когда требуется использование добавок, одним из наиболее принятых и практичных способов является изготовление гранул или брикетов. Гранулы можно изготавливать разного размера путем изменения матрицы машины.
Стоимость гранулирования зерна для кормления мясного скота на откормочных площадках может быть выше, чем любых других способов обработки. По сравнению с измельчением или дроблением гранулирование дает очень небольшое или совсем не дает улучшения прироста животных.
Гранулированные грубые корма, такие, например, как гранулы люцернового сена естественной сушки, транспортабельнее и требуют меньше помещений для хранения, чем заготовленное кипами или измельченное сено. При содержании скота на площадках, где большинство процессов механизировано, предпочтительно скармливать гранулированные, а не рассыпные, пыльные корма.
При периоде кормления свыше 90 дней мясному скоту не рекомендуется использовать полноценные гранулированные рационы (при смешивании концентрированных и грубых кормов в одних гранулах или же при раздельном изготовлении гранул из разных видов корма и смешивании гранул перед скармливанием) или же требуется дополнительно скармливать приблизительно 1 кг в сутки на голову сена или другого сходного по своим свойствам грубого корма.
Причина ухудшения развития животных при скармливании им в течение длительного времени гранулированных кормов, особенно высококонцентратных, до сих пор не выяснена. Логически рассуждая, можно предположить, что при даче гранул не происходит регулярного слущивания эпителия слизистой рубца, что осуществляется частицами грубого корма. Возможно, что неблагоприятное влияние на развитие животных обусловливается также слишком быстрой ферментацией гранулированного корма в рубце.
Поджаривание
Целое сухое зерно нагревается в машине, называемой Роаст-э-трон (Roast-a-tron). В процессе работы машины зерно дозированными порциями подается от впускной воронки в прожарочный барабан. Вращающийся барабан с лопастями внутри подымает зерно и сбрасывает его через пламя. В течение той доли секунды, пока зерно находится в пламени, оно получает импульс высокой температуры (149°С). Эти тепловые импульсы повторяются 160—190 раз за время продвижения зерна через барабан. Зерно, поступающее через выпускной желоб, имеет коричневый цвет и слегка карамелизовано. Процесс поджаривания снижает массу зерна почти на 10%. Производительность оборудования составляет примерно 3 т/ч.
Таким способом обрабатывают целое зерно кукурузы, сорго, ячменя и сои. Стоимость этой обработки примерно такая же, как и при флакировании (изготовление хлопьев под действием пара).
Имеются сведения, полученные в опытах, о том, что скармливание поджаренного зерна увеличивает прирост животных на 5—14% и повышает эффективность использования корма на 10% по сравнению с обычным зерном.
Получение лопнутого (воздушного) зерна
Эта обработка зерна проводится на большом агрегате, в который загружают сухое зерно, в основном сорго, кукурузу и пшеницу, и подвергают воздействию очень высокой температуры (370—430°С) в течение 15—30 с. Такое нагревание вызывает превращение влаги зерна в пар, который желатинизирует и расширяет крахмальные зерна. Лопнувшие зерна продвигаются воздушным потоком к вальцам с одновременной добавкой воды. Примерно 40—50% сухого зерна лопается, а остальное размельчается при прохождении через вальцы. Зерно, раздавленное вальцами, имеет примерно такую же питательную ценность, как и зерно, лопнувшее в камере (воздушное зерно).
Масса воздушного зерна кукурузы составляет на бушель примерно 11 кг, сорго — 9 кг и пшеницы — 13 кг.
Если к воздушному зерну при скармливании добавить воду, то его питательная ценность становится примерно равной ценности хлопьев (флакированного зерна).
Затраты на такую обработку 1 т зерна составляют примерно 50 центов. Установлено, что получение воздушного зерна дешевле, чем флакирование, затраты на которое составляют до 1,5 долл/т. Снижение затрат происходит в силу того, что мощность моторов ниже и легче уход за машинами. Производительность машины составляет 3—4 т/ч.
Микронизация
Процесс заключается в сухом нагревании зерна до 149°С в газовом инфракрасном генераторе, который излучает микроволны 3х108—3×1011 циклов/сек. Нагревание снижает влажность зерна до 7%. После воздействия микроволн зерно проходит через вальцы Кнулинга, имеющие спиральные желобки, что обусловливает диагональное и параллельное давление на зерна. Готовый продукт напоминает по виду флакированное зерно, только имеется большее количество мелких частиц. Масса на единицу объема такого зерна выше, чем масса хлопьев (флакированного зерна). Обычно имеет место меньшая желатинизация крахмала, чем при фланировании зерна. Рекомендуемая удельная масса равна примерно 11,3 кг на 35 л (бушель), но товарная масса микронизированного зерна обычно составляет 13,6—15,8 кг на 35 л.
Кормовая ценность микронизированного зерна обычно равна ценности хлопьев, но иногда бывает несколько ниже. Литературные данные позволяют предположить, что продуктивность мясного скота при скармливании микронизированного зерна зависит от уровня грубого корма в рационе. Это свидетельствует о том, что довольно большая доля тонких (мелких) частиц в этом виде корма является отрицательным фактором, снижающим потребление корма, а следовательно, и продуктивность животных.
Плющение под паром
Такая обработка зерна внедрена впервые в начале 30-х годов. Целое зерно подвергается мгновенному воздействию пара непосредственно перед поступлением его в вальцы. Содержание влаги обычно повышается на 1—2%. Наиболее подходящим для такой обработки является зерно ячменя и овса, поскольку пар легче проникает в зерна этих культур, чем в зерна кукурузы, сорго и других зерновых культур, имеющих твердую внешнюю оболочку.
Кормовая ценность плющенного под паром продукта редко бывает выше, чем сухого плющеного зерна. Для реального повышения кормовой ценности продолжительность воздействия паром нужно увеличить до 1—2 мин и больше.
Флакирование — изготовление хлопьев под воздействием пара и давления
Обработка предусматривает использование удлиненной паровой камеры, в которую самотеком подается целое зерно и подвергается воздействию насыщенного пара столько времени, чтобы обеспечить повышение содержания влаги в зерне до 18—20%. Время нахождения зерна в камере зависит от вида зерна и его влажности. Среднее время экспозиции кукурузы составляет 10—20 мин, сорго — 15—30 мин; для пшеницы, ячменя, овса требуется несколько меньший период — приблизительно 6—10 мин.
После первой обработки зерно самотеком опускается через стальные вальцы на дно камеры. Зазор (пространство) между вальцами зависит от вида зерна, рифления вальцов и желаемой толщины готового продукта (хлопьев). Производительность агрегата также зависит от зазора между вальцами. Для сорго зазор составляет 0,05 см, а для кукурузы — 0,21 см.
Производительность паровой камеры составляет примерно 1/3 производительности вальцовой мельницы. Таким образом, если вальцовая мельница способна производить 3 т/ч хлопьев, то при использовании паровой камеры производительность равна 1 т/ч. Для избежания прерывистости в поступлении зерна большое значение имеет форма паровой камеры. Наиболее удобной является камера с прямыми боковыми стенками, слегка суживающимися книзу и с большим расширением у дна. Паровая камера размещается прямо над вальцовой мельницей, так что процесс идет непрерывно.
Комбинированное воздействие влаги, высокой температуры и давления обусловливает значительные физические и химические изменения зерна. Под воздействием пара происходит разрыв молекулы крахмала. Это называется желатинизацией. Степень желатинизации является ключевым фактором, определяющим повышение кормовой ценности готового продукта. Однако чрезмерная желатинизация может отрицательно сказаться на продуктивности животных и эффективности использования корма, а также может вызвать ацидоз у животных. Доступные литературные данные свидетельствуют о том, что оптимальным уровнем можно считать 30—50%-ную желатннизацию.
Зерно может быть подвергнуто воздействию пара под давлением перед подачей на вальцы. Эту обработку называют паровым флакированием под давлением или флакирование под давлением. Время экспозиции целого зерна под паром составляет 1—2 мин.
Хлопья, падающие с вальцов, нагреты до 93°С и содержат 16—20% влаги. Поэтому в том случае, когда готовый продукт должен перед скармливанием храниться в течение нескольких часов, необходимо оборудовать воздушный подъемник или конвейер с вентиляцией.
Наилучшие результаты получены при использовании хлопьев, полученных под паром, масса которых на бушель (35,4 л) составляет в расчете на воздушно-сухое вещество (10% влаги) 10—13 кг. Снижение удельной массы ниже указанной обычно свидетельствует о чрезмерной желатинизации.
Если скоту на откормочных площадках назначают рацион с высоким уровнем концентратов (свыше 90%), то предпочтительнее тонкие, а не грубые хлопья. Скармливание животным тонких хлопьев кукурузы в высококонцентратных рационах повышает прирост живой массы на 4—5%, а эффективность использования корма на 8—10% по сравнению с грубыми хлопьями. Однако при использовании рационов с меньшим содержанием концентратов (60—80%) тонкие хлопья имеют незначительное или совсем не имеют преимущества по сравнению с грубыми хлопьями.
Паровое фланирование, очевидно, представляет собой наиболее сильный фактор повышения кормовой ценности при использовании зерна сорго для кормления мясного скота на откормочных площадках. Это предположение основано на том факте, что большинство фермеров, занимающихся откормом скота и использующих сорго в качестве основного источника зерна, применяют именно этот способ обработки. Кормовая ценность кукурузы при такой обработке также повышается, но не столь значительно, как сорго. По сравнению с измельченным или дробленым зерном эффективность использования хлопьев выше на 5—10%. При скармливании хлопьев сорго скоту на откормочных площадках наблюдается такое же увеличение прироста массы, как и при использовании измельченного зерна. Однако скармливание кукурузных хлопьев не обусловливает такого же улучшения прироста по сравнению с использованием дробленой кукурузы.
При скармливании животным на откормочных площадках высококонцентратных рационов суточное потребление корма будет на 5—10% выше при замене дробленого или измельченного зерна хлопьями сорго. Однако при замене кукурузными хлопьями дробленой или измельченной кукурузы суточное потребление корма снижается на 5—10%. Фермеры, использующие хлопья сорго, получают примерно такие же результаты, как и фермеры, использующие дробленую или измельченную кукурузу при сходной эффективности использования корма.
Получение зерна с высоким содержанием влаги (восстановление влажности)
В последние годы большой интерес проявляется к использованию высоковлажного зерна, особенно кукурузы и сорго, и в ограниченной степени ячменя. Это сравнительно недорогой (по затратам на оборудование) способ обработки зерна. Он является очень практичным для многих фермеров, особенно для тех, которые сами выращивают, убирают и используют для кормления животных зерно из собственного хозяйства. Так как для получения и хранения сухого зерна требуются дополнительные вложения средств, то уборка зерна на стадии с высоким содержанием в нем влаги имеет определенное преимущество. Преимущество уборки зерна на ранней стадии, когда влажность его составляет около 30%, заключается еще и в значительном снижении потерь при уборке. Установлено, что от 2 до 20% потерь при уборке кукурузы и сорго происходит при продолжительном высушивании в поле.
Оптимальный уровень влажности для хранения высоковлажного зерна составляет 26—30%. При пониженной влажности требуется большее усилие для прессования. В том случае, если содержание влаги меньше 25%, рекомендуется добавлять воду при измельчении или дроблении зерна. Добавление воды к сухому зерну называется восстановлением, и готовый продукт часто называют восстановленным высоковлажным зерном.
При силосовании высоковлажного зерна температура обычно повышается до 29,44°С в течение 3—4 дней. В ходе ферментативных процессов величина pH снижается с 6 до 4,5 и в условиях хорошей изоляции (при отсутствии доступа воздуха) остается на этом уровне. Правильно приготовленное высоковлажное зерно кукурузы имеет бледный желто-оранжевый цвет.
Для силосования можно использовать высоковлажное целое зерно, но его не рекомендуется хранить в силосохранилищах траншейного или бункерного типа, так как при взятии порций зерна для кормления скота трудно уберечь остальное зерно от порчи: в теплую погоду начинается плесневение, а в холодную — промерзание.
Измельчение высоковлажного зерна в муку тонкого помола перед силосованием дает возможность хранить его в траншеях, так как при взятии порций зерна обнажаемая поверхность не образует ниш, в результате чего потеря влаги, а следовательно, распространение плесени бывает минимальным. В силосохранилищах башенного типа без доступа воздуха можно хранить целое зерно без предварительного измельчения. Однако продуктивность животных (прирост их живой массы) бывает лучше при скармливании плющеного или дробленого зерна. При этом отмечено также некоторое повышение эффективности использования корма.
Кормовая ценность высоковлажного зерна, включая кукурузу, сорго и ячмень, несколько выше, чем ценность сухого дробленого зерна.
Как правило, отмечается также лучшая эффективность использования корма. Кормовая ценность восстановленного высоковлажного зерна сходна с ценностью обычного высоковлажного зерна при расчете на одинаковый уровень сухого вещества и при применении одинакового способа силосования.
Засилосованные высоковлажные кукурузные початки приготовляются так же, как зерно. Початки перед силосованием следует размолоть. Кормовая ценность целых початков с зерном примерно на 20% ниже, чем ценность обычного высоковлажного зерна без початков. По сравнению с сухими размолотыми кукурузными початками скармливание скоту высоковлажных размолотых початков обусловливает повышение эффективности использования корма на 5—15% при некотором улучшении прироста живой массы животных. Силосованные размолотые вьгсоковлажные початки преимущественно можно использовать в рационах для растущих животных, а также для кормления племенных коров и телок.
Замачивание зерна
При существующих размерах откормочных предприятий этот способ обработки зерна вряд ли применим. При использовании очень твердого и хрупкого зерна замачивание размягчает высокую оболочку и эндосперм. Если зерно замачивают в течение 24—36 ч перед скармливанием, то в зерне начинаются процессы ферментации.
Кратковременное замачивание (в течение 12—24 ч) может временно повысить поедаемость корма. Однако продолжительное скармливание замоченного зерна без размола или другой обработки оказывает незначительное положительное влияние на продуктивность животных и эффективность использования корма. Добавление воды к очень сухому рациону оказалось неэффективным, и, следовательно, замачивание сухого корма имеет, видимо, небольшие преимущества.
Проращивание зерна
Пророщенный корм, в основном зерно злаков, следует скармливать животным в зимние месяцы или при отсутствии сочных кормов. Пророщенное зерно является прекрасным источником многих витаминов и минеральных веществ (в зависимости от состава минеральной смеси, используемой в растворах при проращивании).
Затраты на эту обработку следует сравнивать со специфической кормовой ценностью пророщенного зерна. Энергетическая ценность пророщенного зерна ограниченна.
Вспучивание зерна
Сухое целое зерно помещают в прочные контейнеры и подвергают действию пара под высоким давлением (17,5 кг/см2). Примерно через 20 с давление сбрасывается, и зерно превращается в раздувшиеся шары. Вспученное зерно по объему больше целого на 30—40%. Масса вспученного зерна составляет 4,5—5,4 кг на 35,4 л. Если такое зерно расплющить перед скармливанием, то масса его увеличится почти в 2 раза. Для такой обработки годится зерно всех видов, но особенно улучшается качество сорго.
О кормовой ценности зерна, подвергнутого такой обработке, сведений нет. На основании описания процесса обработки и характеристики готового продукта можно полагать, что кормовая ценность его сходна с ценностью воздушного зерна.