В 2025 году журналу
ИСПОЛНИЛОСЬ
95 ЛЕТ!

ЧИТАЙТЕ
Материалы к юбилею >>>

РУБРИКИ

Творчество
наших читателей

ЧИТАЙТЕ
Автор С.И. КАЛИНИЧЕНКО
ГИМН СВИНЬЕ >>>

DOI: 10.37925/0039-713X-2026-1-17-21
УДК 636.4.082
ДИНАМИКА ПОКАЗАТЕЛЕЙ КАЧЕСТВА И БЕЗОПАСНОСТИ РАПСОВОГО ЖМЫХА ПРИ РАЗНОЙ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ ФЕРМЕНТАЦИИ

О.А. МИРОНОВА^1,2, кандидат биолог. наук, e-mail: mironova_alla08@mail.ru, Х.А. АМЕРХАНОВ³, академик РАН, доктор с.-х. наук, профессор, e-mail: h.amerhanov@yandex.ru, А.А. МИРОНОВА⁴, магистр, e-mail: mironova_alla08@mail.ru, Ю.С. ЛЕЩЕВА¹, лаборант-исследователь, e-mail: leshcheva_yus@pfur.ru, А.В. ПЕРЕВЕДЕНЦЕВ¹, магистр, e-mail: sasha6641@yandex.ru, ¹ФГАОУ ВО «Российский университет дружбы народов имени Патриса Лумумбы», ²ФГБУ «Всероссийский центр карантина растений» (р.п. Быково, г. Раменское, Московская обл.), ³ФГБОУ ВО «Российский государственный аграрный университет ‒ МСХА имени К.А. Тимирязева», ⁴ФГАОУ ВО «Донской государственный аграрный университет» (п. Персиановский)

Рапс ‒ перспективный источник пополнения ресурсов кормового белка. По выходу питательных веществ с единицы площади, пищевым и кормовым достоинствам рапс превосходит многие культуры. Однако он содержит антипитательные компоненты, ограничивающие его широкое применение для кормления животных. Мировая наука изучает разные способы решения этой проблемы, в том числе и биоферментирование.

Авторы исследования изучили в динамике влияние микробиологической ферментации разной продолжительности на показатели качества и безопасности рапсового жмыха, в результате чего было установлено, что после ферментации в течение 12, 24 и 36 часов произошли достоверные изменения показателей качества: во-первых, содержание влаги, сырой клетчатки, сырого протеина, растворимых углеводов, крахмала, витаминов В₁ и В₂ наиболее выражены при 24- и 36-часовом режиме; во-вторых, независимо от продолжительности микробиологического ферментирования рапсового жмыха все исследуемые показатели безопасности ‒ микотоксины, пестициды, токсичные элементы, ГМО остались на доферментационном уровне и ниже допустимых ПДК; в-третьих, оптимальным с точки зрения качества и безопасности ферментированного рапсового жмыха оказался режим микробиологического ферментирования продолжительностью 24 часа.

Ключевые слова: рапсовый жмых, продолжительность микробиологического ферментирования, закваска Леснова, показатели качества и безопасности кормов.

Dynamics of rapeseed cake quality and safety indicators for different duration of microbiological fermentation

O.A. MIRONOVA^1,2, candidate of biological sciences, e-mail: mironova_alla08@mail.ru, Kh.A. AMERKHANOV³, academician of the RAS, doctor of agricultural sciences, professor, e-mail: h.amerhanov@yandex.ru, A.A. MIRONOVA⁴, master's degree, e-mail: mironova_alla08@mail.ru, Yu.S. LESHCHEVA¹, laboratory research assistant, e-mail: leshcheva_yus@pfur.ru, А.V. PEREVEDENTSEV¹, master's degree, e-mail: sasha6641@yandex.ru, ¹RUDN University, ²All-Russian Plant Quarantine Center (Bykovo, Ramenskoye, Moscow region), ³Russian State Agrarian University ‒ Moscow Agricultural Academy named after K.A. Timiryazev, ⁴Don State Agrarian University (Persianovsky)

Rapeseed is a promising source of replenishment of feed protein resources. Rapeseed surpasses many crops in terms of nutrient yield per unit area, nutritional and feed advantages. However, rapeseed contains anti-nutritional components that limit its widespread use for animal feeding. World science is studying various ways to solve this problem, including biofermentation.

The authors of the study studied the dynamic effect of microbiological fermentation of different durations on the quality and safety of rapeseed cake, as a result of which it was found that after fermentation for 12, 24 and 36 hours there were significant changes in quality indicators: moisture content, crude fiber, crude protein, soluble carbohydrates, starch, vitamins B₁ and B₂, the most pronounced in 24- and 36-hour modes; regardless of the duration of microbiological fermentation of rapeseed cake, all the safety indicators studied ‒ mycotoxins, pesticides, toxic elements, GMOs remained at the pre-fermentation level and below the permissible MAC; the microbiological fermentation regime lasting 24 hours turned out to be optimal in terms of quality and safety of fermented rapeseed cake.

Key words: rapeseed cake, duration of microbiological fermentation, Lesnov's starter culture, indicators of feed quality and safety.

Введение

В основе перерасхода кормов лежит дефицит кормового белка, так как в рационах обеспеченность одной кормовой единицы переваримым протеином обычно составляет 80‒90 г вместо зоотехнической нормы 110‒115 г. Поэтому большое значение в решении этой проблемы приобретает поиск новых источников белка, к числу которых можно отнести и рапс [1‒3].

Рапс ‒ перспективный источник пополнения ресурсов кормового белка. По выходу питательных веществ с единицы площади, пищевым и кормовым достоинствам рапс превосходит многие культуры [6, 15]. После выведения сортов с низким содержанием глюкозинолатов и практически нулевым содержанием эруковой кислоты повысился интерес к этой культуре, особенно к сортам ярового рапса.

В ведущих странах-производителях рапс признан высокопродуктивной культурой. Содержание обменной энергии в нем в 1,7‒2 раза больше, чем в зерновых, и в 1,3‒1,7 раза больше, чем в бобовых (горох, соя). Белки рапса хорошо сбалансированы по аминокислотному составу, по содержанию лизина приближаются к сое, а по метионину и цистину, кальцию и фосфору значительно превосходят ее [16, 18]. Корма из рапса позволяют сбалансировать рационы скота и птицы по протеину и обменной энергии. Белок рапса, как и белок сои, близок по составу к белкам животных, но себестоимость 1 т белка из семян рапса в 5‒10 раз ниже, чем белка животного происхождения [17].

В кормлении сельскохозяйственных животных и птицы используются как сами семена рапса, так и продукты их переработки ‒ жмых, шрот и растительное масло [19]. Жмых получают после отжима масла шнековыми прессами, шрот ‒ посредством экстракции масла соответствующими растворителями. Рапсовый жмых по питательности не уступает подсолнечному, а по доле отдельных незаменимых аминокислот превосходит его [5, 14]. В рапсовом жмыхе имеется большое количество клетчатки, она придает продукту особую прочность, из-за нее снижается пищевая ценность и качество продукта [13]. При промышленной переработке семян рапса их не обрушивают, а значит, в получаемом рапсовом жмыхе или шроте доля клетчатки достаточно высокая. Из-за этого переваримость и питательная ценность рапсового шрота и жмыха уменьшаются.

Чтобы получить продукты переработки рапса, имеющие большую кормовую ценность (основной показатель ‒ высокое содержание сырого протеина), в жмыхе необходимо уменьшить содержание клетчатки. Специалисты компании Farmet рекомендуют снизить содержание клетчатки путем полного или частичного обрушивания семян на рушально-веечном оборудовании [12].

Антипитательный фактор рапсового жмыха – наличие фитиновых соединений. Из общего фосфора рапсовых жмыхов от 40% до 70% обусловлено фитином. Фитиновые кислоты жмыхов связывают не только фосфор, они могут удерживать кальций, затрудняют усвоение наиболее ценных белков и аминокислот, доступ пищеварительных ферментов к своим субстратам и, таким образом, снижают переваримость [11].

Ведутся исследования с положительным результатом в части увеличения содержания белка и полезных веществ при ферментировании рапсового жмыха органическими катализаторами белковой природы, обеспечивающими взаимосвязанность и последовательность многих сложных биохимических превращений [4].

Получив положительные результаты в ранее проведенных исследованиях по улучшению качества других отходов сельскохозяйственного производства методом биоферментации, мы решили испытать закваску Леснова на рапсовом жмыхе, поскольку такие опыты ранее никем не производились [7, 8]. Закваска Леснова состоит из ассоциации полезных микроорганизмов, которые размножаются и действуют при оптимальных условиях влажности (45‒55%) и температуры сырья (50‒55⁰С) в течение 24‒42 часов, в том числе благоприятных для развития плесневых грибов и дрожжей с возможной выработкой и накоплением микотоксинов. Эти показатели биологической безопасности нормируются в кормах и обязательны для исследования [9, 10].

Как видно из обзора литературы, мировым научным сообществом ведутся активные поиски способов инактивации антипитательных соединений рапса и изучение влияния полученных новых продуктов на организм.

Однако в настоящее время не существует единого мнения об эффективности того или иного метода инактивации антипитательных соединений рапсового жмыха с целью получения новых высокобелковых кормопродуктов, в том числе и с учетом снижения стоимости кормов за счет экономии энергоносителей, поэтому активные научные изыскания в этом направлении продолжаются.

Цель исследования ‒ изучить в динамике показатели качества и безопасности рапсового жмыха при разной продолжительности микробиологической ферментации. Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи: определить физико-химические показатели качества, параметры биологической и химической безопасности.

Материалы и методы

Исследования проводились в 2025 году. Объектами испытаний были 30 проб рапсового жмыха. Шесть проб исследовали в необработанном виде (контроль), 24 пробы были подвергнуты твердофазному микробиологическому ферментированию в течение 6, 12, 24 и 36 часов с применением микроорганизмов закваски Леснова по предложенной авторами методике: на одну часть сырья вносили 0,000005 части закваски Леснова при влажности сырья 45‒55% и температуре 50‒55⁰С.

Физико-химические показатели качества и безопасности исследовали в Испытательной лаборатории ФГБУ «Центр оценки качества зерна» по Москве и Московской области согласно действующей нормативной документации с использованием методов и методик лабораторных исследований качественного и количественного химического анализа испытуемых субстратов.

Результаты и обсуждение

Результаты влияния микробиологической ферментации разной продолжительности на показатели качества рапсового жмыха приведены в таблицах 1‒3 и на диаграммах 1, 2.

В результате микробиологической ферментации рапсового жмыха в течение 6 часов в сравнении с нативным субстратом уменьшилось содержание влаги на 12,1%, сырой клетчатки – на 4,9%, увеличилась массовая доля сырого жира на 1,3%, крахмала – на 5,4%, растворимых углеводов – на 12,9%. Поскольку разница во всех случаях недостоверна, можно рассматривать эти сдвиги как тенденцию. Показатели рН, доля сырого протеина и сырой золы остались на уровнях, близких к таковым до ферментации.

Таблица 1. Динамика показателей качества рапсового жмыха в зависимости от продолжительности ферментации (M±m)

Примечание: *P<0,05, **P<0,01, в сравнении с уровнем до ферментации.

Диаграмма 1. Динамика показателей качества рапсового жмыха в зависимости от времени ферментации

Диаграмма 2. Обменная энергия рапсового жмыха в зависимости от времени ферментации

По истечении 12 часов ферментации в сравнении с доферментационным уровнем содержание влаги уменьшилось на 23,2% (разница достоверна), сырой клетчатки – на 17,9% (разница достоверна), увеличилась массовая доля сырого протеина на 11,2% (разница недостоверна), содержание сырого жира ‒ на 9,7% (разница недостоверна), растворимых углеводов – на 16,0% (разница достоверна), массовая доля крахмала выросла на 27,3% (разница достоверна). рН и массовая доля сырой золы остались близки к доферментационному уровню.

Спустя 24 часа ферментации содержание влаги уменьшилось на 24,1%, сырой клетчатки – на 25,2%, увеличилась массовая доля сырого протеина на 31,3%, содержание сырого жира ‒ на 16,5%, растворимых углеводов – на 22,6%, крахмала – на 27,3% (разница по всем показателям достоверна). рН сдвинулся в щелочную сторону на 4,5% по отношению к неферментированному продукту (разница недостоверна), показатель массовой доли сырой золы остался близким к нативному продукту.

По прошествии 36 часов ферментации по отношению к доферментационному уровню содержание влаги уменьшилось на 25,0% (разница достоверна), сырой клетчатки – на 26,4% (разница достоверна), увеличилась массовая доля сырого протеина на 26,3 % (разница достоверна), сырого жира ‒ на 18,0% (разница достоверна), растворимых углеводов – на 29,0% (разница достоверна), крахмала – на 31,4% (разница достоверна), содержание сырой золы выросло на 5,6% (разница недостоверна). рН сдвинулся в кислую сторону на 4,1% (разница недостоверна).

Уровень железа постоянно рос с увеличением срока ферментации. Так, через 6 часов ферментации он вырос на 9,5% (разница недостоверна), через 12 часов ‒ на 16,5% (разница достоверна), спустя 24 часа ‒ на 21,1% (разница достоверна), через 36 часов ‒ на 29,0% (разница достоверна).

Прослеживалась положительная динамика роста витаминов группы В. Так, через 6 часов ферментации содержание витамина В1 увеличилось на 4,1%, через 12 часов – на 15,7% (разница достоверна), через 24 часа уровень витамина В₁ вырос на 28,1% (разница достоверна), через 36 часов – на 30,1% (разница достоверна).

Аналогично росло содержание витаминов В₂ и В₆. Так, через 6 часов ферментации уровень витамина В₂ повысился на 10,4% (разница недостоверна), через 12 часов – на 42,2% (разница достоверна), через 24 часа – на 68,9% (разница достоверна), через 36 часов – на 72,6% (разница достоверна). Уровень витамина В₆ увеличился на 6,3%, 2,1%, 4,2%, 8,3% (разница во всех случаях недостоверна) соответственно.

Таким образом, после ферментации рапсового жмыха в течение 12, 24 и 36 часов произошли достоверные изменения показателей качества: содержание влаги, сырой клетчатки, сырого протеина, растворимых углеводов, крахмала. Содержание железа, витаминов В₁ и В₂ наиболее выраженные при 24- и 36-часовом режиме.

Таблица 2. Содержание микотоксинов в рапсовом жмыхе при разной продолжительности микробиологической ферментации

Содержание афлатоксина В₁ в исходном сырье рапсового жмыха было в 8,3 раза меньше нижнего уровня ПДК и не изменилось после ферментации продукта в течение 6, 12, 24 и 36 часов. Содержание дезоксиниваленола в исходной пробе рапсового жмыха было в 12,9 раза ниже минимально допустимого уровня и не изменилось после воздействия на субстрат микробиологической ферментации в течение 6, 12, 24 и 36 часов.

В нативном сырье зеараленона было обнаружено в 10,0 раз меньше в сравнении рекомендуемым ПДК. После ферментации в течение 6, 12, 24 и 36 часов его количество осталось на исходном уровне. Охратоксина А в нативном образце было выявлено в 100 раз меньше ПДК. После ферментации продукта в течение 6, 12, 24 и 36 часов количественное содержание охратоксина А не изменилось. Содержание токсина Т-2 в нативном сырье было в 2,0 раза ниже в сравнении с рекомендуемой ПДК. После ферментации субстрата в течение 6, 12, 24 и 36 часов уровень Т-2-токсина остался ниже уровня ПДК.

Таблица 3. Содержание химически опасных веществ в рапсовом жмыхе при разной продолжительности микробиологической ферментации

Согласно данным таблицы 3, содержание пестицидов, таких как малатион, пиримитофос-метил, циперметрин, дифлубензурон, наиболее часто используемых при выращивании и хранении зерновой растительной продукции как в исходном, до ферментации, так и после 6-, 12-, 24- и 36-часового процесса ферментации оставалось меньше ПДК (ниже нижнего предела обнаружения методом ВЭЖХ в соответствии с действующим НД).

Нитраты и нитриты являются нормируемыми показателями безопасности кормов. При исследовании нативных образцов рапсового жмыха установлено превышение количества нитратов в четыре раза. В процессе ферментации произошло постепенное снижение уровня нитратов: уже через 12 и 24 часа ‒ в 3,6 раза, через 36 часов – в 3,5 раза.

Содержание нитритов в нативных образцах было ниже уровня ПДК, при исследовании ферментированных субстратов в течение 6, 12, 24 и 36 часов их количество осталось на уровнях, близких к исходному до ферментации.

При исследовании токсичных элементов в образцах рапсового жмыха, нативных и ферментированных в течение 6, 12 и 24 часов, различий в содержании свинца, мышьяка, кадмия и ртути не установлено. Так, содержание свинца было ниже уровня ПДК в 10 раз, мышьяка – в 5 раз, кадмия – в 6 раз, ртути – в 4 раза.

В образцах рапсового жмыха как до ферментации, так и после нее в течение 6, 12 и 24 часов лабораторными исследованиями скрининговым методом «Качественное определение регуляторных последовательностей в геноме ГМ-растений (p35S, tNOS, pFMV)» ГМО промотор 35S, терминатор NOS, промотор FMV не обнаружены.

Выводы

▪ После ферментации рапсового жмыха в течение 12, 24 и 36 часов произошли достоверные изменения показателей качества: содержание влаги, сырой клетчатки, сырого протеина, растворимых углеводов, крахмала, витаминов В1 и В2, наиболее выражены при 24- и 36-часовом режиме.

▪ Независимо от продолжительности микробиологического ферментирования рапсового жмыха все исследуемые показатели безопасности ‒ микотоксины, пестициды, токсичные элементы, нитриты, ГМО остались на доферментационном уровне и ниже допустимых ПДК. При исследовании нативных образцов рапсового жмыха установлено превышение количества нитратов в четыре раза, в процессе ферментации произошло постепенное снижение уровня нитратов: уже через 12 и 24 часа в 3,6 раза, через 36 часов – в 3,5 раза;

▪ Оптимальным с точки зрения качества и безопасности ферментированного рапсового жмыха является режим микробиологического ферментирования продолжительностью 24 часа.

Работа выполнена в рамках государственного задания по теме №080524-1-074 «Рециклинг отходов сельского хозяйства, пищевой и перерабатывающей промышленности с целью использования для кормления сельскохозяйственных животных»

Литература

1. Адаптивное кормопроизводство: проблемы и решения/Под ред. А.С. Шпакова. М.: Росинформагротех, 2002. 524 с.
2. Артемов И.В. Рапс – масличная и кормовая культура/И.В. Артемов, В.В. Карпачев. Липецк, 2005. 143 с.
3. Гареев Р.Г. Рапс – культура высокого экономического потенциала/Р.Г. Гареев. Казань: Дом печати, 1996. 231 с.
4. Голубев В.Я. Основы пищевой химии/В.Я. Голубев. М.: Бионформсервис, 1997. 223
5. Егорова Т.А. МЭК-КП-4 в комбикормах для бройлеров, содержащих рапсовые жмых.: Автореферат диссертации кандидата сельскохозяйственных наук/Т.А. Егорова. Сергиев Посад, 2011. 154 с.
6. Карпачев В.В. Перспективы производства и использования рапса на фуражные цели/В.В. Карпачев//Научное обеспечение производства зерна в России: Материалы научно-производственной конференции. Зеленоград: Книга, 2004. С. 166‒176.
7. Кононенко С.И. Пути повышения протеиновой питательности комбикормов/С.И. Кононенко. Научный журнал КубГАУ, 2012. №81(07). С. 1‒26.
8. Леснов А.П. Малоценное растительное сырье в биотехнологиях кормопроизводства/А.П. Леснов, С.В. Леонтьев, А.Н. Ковалев. АПК ЮГ, 2011. №5. С. 40–43.
9. Леснов А.П. Способ использования закваски в кормосмеси. Закваска Леснова для приготовления кормов/А.П. Леснов. Патент RU 2122330 С1. Опубликовано 27.11.1998.
10. Миронова О.А. Перспективы использования технологических отходов промышленного производства грибов вешенки после ферментирования закваской Леснова в качестве корма для крупного рогатого скота/О.А. Миронова и др. Вестник Донского государственного аграрного университета, 2023. №1(47). С. 117‒124.
11. Пахомова О.Н. Разработка и использование функционального пищевого обогатителя из жмыха рапсового: Автореферат диссертации кандидата технических наук/О.Н. Пахомова. Орел, 2014. 162 с.
12. Пугачев П. Переработка рапса: новые решения от «Фармет»/П. Пугачев. Животноводство России, 2021. №9. С. 34‒36.
13. Тошев А.Д. Перспективы использования рапсового жмыха в питании спортсменов/А.Д. Тошев и др. Человек. Спорт. Медицина. Т. 18. №1. С. 115–124.
14. Фисинин В.И. Руководство по оптимизации рецептов комбикормов для сельскохозяйственной птицы/В.И. Фисинин и др. Сергиев Посад, 2014. 151 с.
15. Яноча А. Оценка рационов для бройлеров с различным содержанием семян двусемянного рапса/А. Яноча, Б. Клoцeк, М. Осек. Рослины олейсте, 1994. 15:199–206.
16. Ciurescu G. Efficiency of soybean meal replacement by rapeseed meal and or canola seeds in commercial layer diets. Archive Zootechnica, 2009. 12:27‒33.
17. Talebali H. Effect of different levels of full-fat canola seed as a replacement for soybean meal on the performance of broiler chickens/H. Talebali, A. Farzinpour. Int. J. Poultry Sci., 2005. 4:982‒985.
18. Toghyani M. The effect of low-glucosinolate rapeseed meal in diets with multi-enzyme supplement on performance and protein digestibility in broiler chicks/M. Toghyani et al. Feed Sci., 2009. 18:313‒321.
19. Szymeczko R. Effects of different livels of rape seeds in the diet on performance, blood and bone parameters of broiler chickens/R. Szymeczk et al. J. Cent. Eur. Agr., 2010. 11(4):393‒400.

Скачайте в формате .pdf >>>