Экструдирование семян рапса

Благодаря возможностям экструзии цельное не обезжиренное семя рапса может быть использовано в кормлении животных. Специалисты-диетологи Европы и Канады экспериментально подтвердили, что включение в рационы животных рапса – не только один из ключевых факторов повышения продуктивности животных, но и реальная возможность наиболее экономичного решения проблемы кормового белка.

По аминокислотному составу рапс приближается к сое (табл. 1), а по биологической полноценности превосходит кормовые бобы и горох.

Таблица 1

Химический состав зерна белковых культур

Суммарное содержание белкового азота в рапсе достигает 82-87% от всего азотистого комплекса. Фракции белка хорошо сбалансированы по аминокислотному составу, особенно водо - и солерастворимые. По сумме незаменимых аминокислот солерастворимые фракции белка рапса превосходят белок подсолнечника и аналогичны белку сои. Так, в белке подсолнечника сумма незаменимых аминокислот равна 29,1%, рапса – 36,5% и сои 35,1%.

Рапс идеально подходит для выращивания на территории Европы. Для выращивания рапса пригодна вся площадь, засеваемая в России – это около 100-110 млн. га, у подсолнечника ареал ограничен в 60 млн. га, у сои – не превышает 15 млн. га.

Несмотря на высокую питательную ценность, скармливание семян рапса имеет несколько существенных недостатков, а именно:

 - Высокое содержание масла. Это затрудняет переработку семян, а  быстрая прогорклость масла делает невозможными его длительное хранение после измельчения и смешивания;

 - Рапс и продукты его переработки содержат целую группу антипитательных веществ. Из них, прежде всего, следует назвать глюкозинолаты, эруковую кислоту, дубильные соединения, танины, полифенолы, фитиновую кислоту. Присутствие глюкозинолатов в рапсе – это основной лимитирующий фактор использования рапса как белковой добавки. Как отмечал Белл (Bell J.M. 1984) вредны не сами глюкозинолаты, а продукты их ферментативного гидролиза, который осуществляется ферментом мироциназой. При расщеплении семени рапса мироциназа активизируется и гидролизует глюкозинолаты в токсичные изотиоционаты и нитрилы, значительно осложняющие обменные процессы у свиней и птицы. Предельно допустимой   концентрацией глюкозинолатов в рационах жвачных считают 10 мг/кг живой массы.

Метод «сухой» экструзии компании INSTA-PRO помогает решить эти проблемы.

Получение полножирного рапса

Для получения полножирного рапса используются «сухие» экструдеры INSTA-PRO. Переработку рапса проводят по схеме, представленной на рис. 1.

«Сухая» экструзия использует энергию трения и давления, проходящих в стволе экструдера, в качестве единственного источника тепла, в отличие от других технологий (пропаривание, автоклавирование, влажная экструзия и др.), использующих для предварительной обработки рапса пар и воду. Особенность переработки рапса заключается в том, что если в процессе его измельчения повышается влажность, гидролиз глюкозинолатов значительно активизируется, в результате чего появляются токсичные соединения.
Экструзию можно описать как процесс обработки сырья в условиях высокой температуры и высокого давления в течение сравнительно короткого промежутка времени. Во время экструзии масло полностью выделяется из масличных клеток, что значительно повышает переваримость продукта. В процессе экструдирования инактивируется мироциназа – распадается до 92% фермента (Korlowska H., and all, 1983) – и она не активна. Глюкозинолатный гидролиз не происходит. Полножирный экструдированный рапс, возможно использовать в рационах животных без дополнительной тепловой обработки (Табл. 2).

Таблица 2

Эффективность использования экструдированного рапса с высоким содержанием глюкозинолатов и эруковой кислоты в рационах свиней на доращивании и откорме с 39 до 95 кг.
(J.A. Forseth, D.N. Peters, 1981)

Получение экструдированного рапсового масла и жмыха.

Как отмечалось выше, к технологическим недостаткам рапса относится и высокое содержание в нем масла. Рапсовое масло безэруковых сортов по качеству близко к высокоолеиновому подсолнечному и используется как салатное, для приготовления маргарина, комби-жиров, мороженного, как сырья для биодизельного топлива, находит применение в химической и комбикормовой промышленности (Хазов В., 1997). Компанией INSTA-PRO разработана технология, позволяющая устранить этот недостаток.
Для получения масла и жмыха используется «сухой» экструдер INSTA-PRO и горизонтальный Маслопресс INSTA-PRO. Цель процесса – получение их семян рапса масла и жмыха с пониженным содержанием жира, для использования в комбикормовой промышленности. Процесс отжима масла из семян рапса проводят по технологии Пресс/ЭксПресс™, которая предусматривает холодный отжим, экструдирование жмыха и последующий отжим масла из экструдата (схема 2).

При обычной технологии получения масла, сырье подвергается значительному многократному нагреванию. В итоге жмых теряет цвет, иногда в результате перегревания белок разлагается, что снижает его питательную ценность. Технология сухой экструзии устраняет этот недостаток, поскольку рапс находится под воздействием высоких температур очень незначительное время (5-6 секунд). При этом температура, получаемая в экструдере INSTA-PRO при трении, позволяет подвергнуть рапс тепловой обработке, стерилизовать, стабилизировать и дегидрировать его. При экструдировании рапса инактивируется фермент мироциназа, поэтому не требуется дополнительной тепловой обработки жмыха для скармливания его животным.

Таблица 3

Сравнительное содержание аминокислот и их переваримость в рапсовом шроте и жмыхе рапса, полученном по технологии INSTA-PRO.

Резкий перепад давления при выходе сырья из экструдера (в процессе экструдирования создается давление до 40 атм.), способствует разрыву стенок клеток, в том числе и жировых. В результате масло легко отжимается на маслопрессе INSTA-PRO (до 72% от исходного содержания).

Масло, выходящее из-под пресса, в течение нескольких часов отстаивается, осадок оседает и выфильтровывается чистое масло. Экструдированное масло, в сравнении с маслом, получаемом по обычной технологии, содержит больше токоферолов, меньше фосфолипидов, хлорофилла, свободных жирных кислот и перекисей. То есть оно имеет более длительный срок хранения, обладает хорошей текучестью, легко рафинируется.

Получение белковой добавки на основе рапса.

Решение проблемы снижения содержания жира в конечном продукте не представляется сложным: надо просто экструдировать семя рапса вместе с другим компонентом (рис. 3).

Рис. 3. Технологическая схема производства белковой добавки

В качестве наполнителя, возможно, использовать различные культуры. С экономической точки зрения используемый компонент должен выигрывать от экструзии. Поэтому для этой цели лучше всего подходят горох, кормовые бобы, вика. Связано это с тем, что содержащиеся в бобовых антипитательные факторы подавляют продуктивность свиней и птицы. Природа ингибиторов трипсина подобна ферментам, аналогичным мироциназе, следовательно, их действие с легкостью можно нейтрализовать в процессе тепловой обработки во время экструзии. Кроме этого, высокое содержание крахмала в зерне снижает переваримость продукта. В процессе же экструзии крахмал клейстеризуется, увеличивая количество доступной энергии.

При экструдировании рапса с горохом в соотношении 1:1, получается добавка со следующими питательными характеристиками (табл. 4).

Как было установлено, в процессе экструзии смесь рапса с бобовыми культурами обладает высокой энергетической ценностью, даже выше теоретической, которая была рассчитана на основе энергетической питательности каждого сырого ингредиента (табл. 5). За счет этого можно повысить энергетическую ценность рациона для животных и птицы на 15-20%.

Таблица 4

Химический состав бобово-рапсовой добавки
  (50% гороха + 50% рапса)

Таблица 5

Синергетический эффект от экструзии семян рапса и бобов

Общеизвестно, что при увеличении содержания жира в рационах улучается переваримость других компонентов рациона. Данное явление приобретает еще большее значение после экструзии смеси, когда увеличение энергетических уровней в рационах птицы на 13-30% выше расчетного. Один только эффект экструзии увеличивает энергетическую величину обменной энергии на 8-17%.

Таким образом, использование при переработке рапса технологий и оборудования INSTA-PRO позволяет расширить номенклатуру сырья для комбикормовой и пищевой промышленности, получать корм, безопасный для скармливания животным и птицы, не снижающий в процессе хранения своего качества и повышающий энергетическую и аминокислотную ценность рациона.