ЭФФЕКТИВНОСТЬ КОНСЕРВАНТОВ ПРИ ХРАНЕНИИ ПЛЮЩЕНОГО ЗЕРНА КУКУРУЗЫ

УДК 636.085.53

Эффективность консервантов при хранении плющеного зерна кукурузы

Дуборезов В. М., доктор сельскохозяйственных наук

Виноградов В. Н., доктор сельскохозяйственных наук

Дуборезов И. В., кандидат сельскохозяйственных наук

Андреев И. В.

ФГБНУ «Федеральный научный центр животноводства — ВИЖ им. академика Л. К. Эрнста»

142132, Россия, Московская обл., г. Подольск, п. Дубровицы, д. 60

E-mail: korma10@yandex.ru

Зерно кукурузы является одним из лучших высокоэнергетических компонентов рациона для сельскохозяйственных животных. Поскольку зерно кукурузы не всегда полностью вызревает в условиях Нечернозёмной зоны, производству предложена технология переработки влажного фуражного зерна посредством его плющения и закладки в герметичные полимерные рукава. По сравнению с уборкой зерна в фазе полной спелости уборка влажного зерна на фуражные цели имеет ряд организационных, агрономических, зоотехнических и экономических преимуществ. Для снижения интенсивности биохимических процессов и повышения сохранности питательных веществ в зерно вносят консерванты. В статье приведены результаты исследований эффективности использования различных консервантов при плющении зерна кукурузы. Были определены наиболее эффективные дозы консервантов, снижающие интенсивность биохимических процессов. По сравнению с контролем использование биологического консерванта «Биотроф-111» и 30% раствора NaCl снизило количество выделенной углекислоты на 23,7 и 11,3% соответственно. Существенное снижение интенсивности процессов брожения было отмечено при использовании 25% раствора NH₄OH и финского консерванта «АИВ-2000+» — на 75,2 и 70,1% соответственно. Наивысшая сохранность питательных веществ была отмечена при обработке зерна консервантом «АИВ-2000+», при этом содержание сахаров составило 95%. Несмотря на хорошие показатели и относительно невысокую стоимость основным недостатком раствора хлорида натрия и водного аммиака является высокая доза внесения (20 л/т и более). Максимальное содержание сырого протеина в варианте с водным аммиаком было получено благодаря внесённому с консервантом небелковому азоту, который вошел в расчёт сырого протеина при анализе. Выбор консерванта следует проводить с учётом его консервирующей способности, технологичности, безопасности для животных и окружающей среды, а также сроков хранения и стоимости.

Ключевые слова: зерно, кукуруза, плющение, консерванты, интенсивность биохимических процессов, питательные вещества, сохранность.

Наряду с растительными объёмистыми кормами — сеном, сенажом и силосом — большое значение имеет зерно различных фуражных культур собственного производства, используемое в составе полноценных сбалансированных кормовых смесей. При этом значительная часть отводится зерну кукурузы, которое считается одним из лучших высокоэнергетических компонентов рациона для сельскохозяйственных животных.

В условиях Нечернозёмной зоны зерно кукурузы не всегда полностью вызревает из-за недостаточной суммы активных температур (менее 2000°С), но в качестве корма оно вполне удовлетворяет биологическим и физиологическим потребностям животных. К периоду уборки невызревшее зерно кукурузы имеет повышенную влажность (30% и выше) и в обычных складских помещениях хранению не подлежит. За короткий срок (3‒5 дней) в результате биохимических процессов и активного развития собственной эпифитной микрофлоры такое зерно разогревается до критических температур и подвергается порче. Оно теряет кормовую ценность и представляет особую опасность при кормлении стельных коров и супоросных свиноматок, а также молодняка всех видов сельскохозяйственных животных.

Досушивание влажного зерна с помощью естественных и искусственных теплоносителей требует больших затрат времени и средств, поэтому наиболее эффективным способом хранения зерна с высокой влажностью является получение плющеного зерна. Принцип данной технологии основан на следующих приёмах: нарушение целостности оболочки зерна, внесение консервантов, трамбовка и хранение в герметичных условиях, препятствующих доступу кислорода и протеканию нежелательных микробиологических процессов.

По сравнению с переработкой зерна в фазе полной спелости консервирование влажного зерна на фуражные цели имеет ряд организационных, агрономических, зоотехнических и экономических преимуществ.

Для того чтобы снизить интенсивность процессов брожения вносят консервирующие препараты, в основном химической природы, содержащие органические кислоты. Однако в настоящее время производство отечественных химических консервантов практически прекратилось, и на рынке в основном преобладают препараты финского производства, основу которых составляют органические кислоты, обладающие бактерицидными и фунгицидными свойствами. Благодаря инактивации микроорганизмов повышается сохранность питательных веществ, следовательно, и качество корма.

К недостаткам химических консервантов следует отнести определённую опасность для окружающей среды и обслуживающего персонала при контакте с реагентами, а также для животных при повышенной концентрации препарата в корме. Кроме того, масштабное применение химических консервантов сдерживается из-за их ограниченного отечественного производства и относительно высокой стоимости.

В связи с этим большой научно-практический интерес представляет поиск новых доступных препаратов, которые эффективно консервируют влажное зерно, снижают потери при его хранении и обогащают его дефицитными минеральными элементами.

Методика исследований. Исследования были проведены на базе экспериментального хозяйства «Клёново-Чегодаево». Уборку початков кукурузы проводили в октябре в фазе восковой спелости зерна. Убирали зерноуборочным комбайном с кукурузной жаткой после первых заморозков. В этом случае снижается нагрузка на комбайн, т.к. вегетативная масса уменьшается из-за потери влаги из стеблей и листьев растения. Измельчённая комбайном стеблевая масса была равномерно разбросана по полю в качестве органического удобрения.

Для плющения зерна использовали вальцовую плющилку фирмы Romill (Чешская Республика). Влажность обрабатываемого зерна составила более 40%.

Определение эффективности консервирования и оптимальной дозы различных химических и биологических препаратов было проведено в лаборатории ФНЦ ВИЖ им. Л. К. Эрнста в стеклянных сосудах с измерением количества выделенной углекислоты.

В качестве консервирующих веществ использовали химические и биологические препараты, раствор хлорида натрия и водный аммиак.

Химический консервант «АИВ-2000+» вносили в неразбавленном виде в дозе 5 л на 1 т консервируемой массы.

В качестве биологического консерванта использовали «Биотроф-111», отличающийся от других биоконсервантов своей универсальностью, благодаря которой он может быть использован при консервации практически любого растительного сырья повышенной влажности. Расход рабочего раствора такой же, как и при химическом консервировании, — 5 л/т зерна.

30% раствор хлорида натрия (NaCl) и водный аммиак (NH₄OH) вносили в количестве 20 л/т зерна.

Сохранность питательных веществ изучали по изменению химического состава консервированного зерна.

Результаты исследований. Через месяц после закладки зерна ёмкости вскрыли и провели органолептическую оценку готового корма. Во всех вариантах не было выявлено признаков порчи. В то же время было отмечено, что зерно без консерванта имело более выраженный кислый запах. По результатам исследований реакции среды и интенсивности брожения было установлено, что все используемые консерванты, внесённые во влажное зерно, улучшили его сохранность. Приведенные в табл. 1 показатели подтверждают данное заключение.

1. Интенсивность выделения СО₂ при консервировании зерна кукурузы

В контроле был отмечен низкий (более кислая среда) показатель рН — 3,8. Это указывает на то, что в зерне без консерванта образовывалось большее количество летучих жирных кислот, следовательно, на образование консервирующей среды израсходовалось больше питательных веществ (в основном сахаров). В варианте с «АИВ-2000+» значение рН было ещё ниже — 3,27, однако на его величину повлияли внесённые с консервантом органические кислоты. Наивысший показатель рН в варианте с водным аммиаком (5,86) объясняется щелочной реакцией данного консерванта.

Было определено, что в зерне, обработанном консервантами, биохимические процессы протекали менее интенсивно, что подтверждалось меньшим количеством выделившейся углекислоты. Максимальное её содержание было зафиксировано в контроле — 546 мл.

Наименьшая интенсивность биохимических процессов наблюдалась при внесении консерванта «АИВ-2000+» и водного аммиака, что обусловлено влиянием паров органических кислот (при внесении «АИВ-2000+») и аммиака (при внесении NH₄OH). При этом углекислоты выделилось меньше на 70,1 и 75,3% соответственно по сравнению с контролем.

По сравнению с контролем биологический консервант и 30% раствор NaCl снизили количество выделяемой углекислоты на 23,8 и 11,3% соответственно.

Изучение процессов брожения в динамике показало, что их наибольшая интенсивность отмечалась в первые 5 суток (кроме варианта с водным аммиаком, который подавляет микрофлору в первое время). В вариантах с «АИВ-2000+» и «Биотроф-111» брожение остановилось через 15 суток, тогда как в других вариантах оно продолжалось.

Лучшую сохранность зерна, обработанного консервантами, подтверждают и результаты исследований его химического состава. По всем исследуемым показателям контрольный вариант имел худшие значения (табл. 2).

2. Химический состав зерна кукурузы, %

Сохранность протеина в контроле составила 97% по сравнению с зерном перед закладкой, в то время как при использовании финского консерванта он сохранился полностью. Максимальное содержание сырого протеина в варианте с водным аммиаком (больше, чем в исходном зерне) получено благодаря внесённому с консервантом небелковому азоту, который вошел в расчёт сырого протеина при анализе. В процессе хранения содержание сырого жира в контроле повысилось на 2,52% по сравнению с исходным сырьём и оказалось максимальным среди опытных образцов — 7,7%. Это также указывало на более высокую интенсивность процессов брожения и активное образование органических кислот в период хранения.

При брожении наиболее консервативной из питательных веществ является клетчатка. Она практически не претерпевает никаких изменений, и её высокая концентрация в контрольном варианте свидетельствует о том, что для образования консервирующей среды было использовано больше других питательных веществ по сравнению с опытными вариантами.

Контрольный вариант также характеризовался меньшим содержанием безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ). По сравнению с зерном при закладке их концентрация снизилась на 4,3%. Содержание сахаров снизилось на 83%. Максимальную их сохранность (94%) обеспечил химический консервант «АИВ-2000+». В остальных опытных вариантах содержание сахаров было близким к контролю.

Заключение. Технология приготовления плющеного влажного зерна в полимерной упаковке имеет ряд преимуществ по сравнению с традиционным способом — сушкой зерна до стандартной влажности. Внесение консервантов и добавок различной природы при закладке фуражного зерна, имеющего влажность выше 40%, способствует его эффективному хранению, а также позволяет снизить интенсивность биохимических процессов в зерне и уменьшить потери питательных веществ. Наибольшую эффективность имел финский консервант «АИВ-2000+», обеспечивший высокое содержание питательных веществ (особенно сахаров) по сравнению с другими препаратами. Однако «АИВ-2000+» является самым дорогостоящим препаратом. Биологический консервант полностью безопасен для оборудования, окружающей среды и персонала, значительно дешевле, но обладает менее выраженным консервирующим эффектом. Из относительно недорогих химических реагентов можно использовать раствор хлорида натрия и водный аммиак, однако и в этом случае имеется свой недостаток — высокая доза внесения (20 л/т и более). К вопросу о выборе консерванта следует подходить с учётом его консервирующей способности, технологичности, безопасности для животных и окружающей среды, сроков хранения и стоимости.

Литература

1. Волков А. И. Опыт заготовки плющеного зерна в Чувашии / А. И. Волков, Н. А. Кириллов // В сб. «Современное состояние, перспективы развития молочного животноводства и переработки сельскохозяйственной продукции»: материалы Международной научно-практической конференции. — Омск, 2016. — С.70‒72.

2. Герасимов Е. Ю. Теоретические аспекты консервирования фуражного зерна повышенной влажности / Е. Ю. Герасимов, С. Н. Завиваев, Н. Н. Кучин // Вестник НГИЭИ. — 2014. — № 8 (39). — С.19‒26.

3. Консервирование влажного фуражного зерна в полимерной упаковке / В. М. Дуборезов, И. И. Бойко, Т. А. Дуборезова и др. — Дубровицы, 2016. — 24 с.

4. Жужин М. С. Проблема сохранения фуражного зерна повышенной влажности / М. С. Жужин // Инновации в сельском хозяйстве. — 2014. — № 5 (10). — С.159‒162.

5. Косолапова Е. В. Анализ технологических приёмов заготовки и хранения консервированного плющеного зерна / Е. В. Косолапова // Вестник НГИЭИ. — 2014. — № 4 (35). — С.71‒77.

6. Степень уплотнения, химические и биологические препараты при консервировании фуражного зерна повышенной влажности / Н. Н. Кучин, А. П. Мансуров, Е. Ю. Герасимов и др. // Вестник Нижегородской государственной сельскохозяйственной академии. — 2012. — Т. 1. — С.324‒329.

7. Консервируем плющеное зерно эффективно / Г. Ю. Лаптев, Н. И. Новикова, Е. А. Йылдырым и др. // Животноводство России. — 2016. — № 53. — С.36‒38.

8. Нефёдов Г. Г. Оставьте консерватизм – применяйте консерванты! / Г. Г. Нефёдов // Животноводство России. — 2015. — № 7. — С.68‒69.

9. Оноприенко Н. А.Технология заготовки и качество плющеного зерна кукурузы в рукавах / Н. А.Оноприенко, С. В. Кобзарь // Эффективное животноводство. — 2017. — № 7 (137). — С.9‒11.

10. Перекопский А. Н. Перспективы внесения биологических консервантов при плющении фуражного зерна / А. Н. Перекопский, А. В. Зыков // Инновации в сельском хозяйстве. — 2013. — № 2 (4). — С.45‒48.

11. Цыкунова О. В. Способы консервирования плющеного зерна / О. В. Цыкунова, А. И. Гувеннов, И. М. Шишулина // В сб.: «Научное обеспечение устойчивого развития АПК в современных условиях»: материалы Всероссийской научно-практической конференции, посвящённой 80-летию Нижегородского НИИСХ. — 2016. — С.155‒157.

12. Суслова М. А. Влияние биологического препарата на микробиологические показатели и химический состав плющеного зерна кукурузы / М. А. Суслова // Известия Оренбургского государственного аграрного университета. — 2012. — Т. 2. — № 34 (1). — С.38‒40.

Conservant effectiveness when storing rolled grain of maize

Duborezov V. M., Dr. Agr. Sc.

Vinogradov V. N., Dr. Agr. Sc.

Duborezov I. V., PhD Agr. Sc.

Andreev I. V.

Federal Research Center of Animal Husbandry — “VIZH” n. a. academician L. K. Ernst

142132, Russia, the Moscow region, Podolskiy rayon, poselok Dubrovitsy (village), 60

E-mail: korma10@yandex.ru

Maize is one of the best high-energy components in livestock diet. Incomplete ripeness of maize grain in the Non-Chernozem region led to development of the processing technology for high-moisture grain via rolling and storing in sealed plastic bags. Compared to complete ripeness, harvesting of high-moisture grain has the number of advantages. Conservants are used to reduce the intensity of biochemical processes and increase nutrient concentration in grain. Conservant selection depends on its effectiveness, relevance in use, safety for livestock, environmental friendliness, shelf life and price. This paper focuses on effectiveness of various conservants when rolling maize grain. The optimal rates of conservants, inhibiting biochemical processes were determined. Bioconservant “Biotrof-111” and 30% NaCl solution reduced the concentration of CO₂ by 23.7 and 11.3%, respectively, compared to the control. Significant inhibition of fermentation happened after the treatment by 25% NH₄OH solution and Finnish conservant AIV-2000+ — by 75.2 and 70.1%, respectively. AIV-2000+ provided the highest nutrient content with 95% of sugar concentration. Despite good quality and low price the disadvantages of NaCl and NH₄OH were the high treatment rate (over 20 l/t). The highest content of crude protein after NH4OH application occurred due to the involvement of non-protein N of the preparation into the crude protein calculation.

Keywords: grain, maize, rolling, conservant, biochemical process, intensity, nutrient, shelf life.

References

1. Volkov A. I. Opyt zagotovki plyushchenogo zerna v Chuvashii / A. I. Volkov, N. A. Kirillov // V sb. “Sovremennoe sostoyanie, perspektivy razvitiya molochnogo zhivotnovodstva i pererabotki selskokhozyaystvennoy produktsii”: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii. — Omsk, 2016. — P.70‒72.

2. Gerasimov E. Yu. Teoreticheskie aspekty konservirovaniya furazhnogo zerna povyshennoy vlazhnosti / E. Yu. Gerasimov, S. N. Zavivaev, N. N. Kuchin // Vestnik NGIEI. — 2014. — No. 8 (39). — P.19‒26.

3. Konservirovanie vlazhnogo furazhnogo zerna v polimernoy upakovke / V. M. Duborezov, I. I. Boyko, T. A. Duborezova et al. — Dubrovitsy, 2016. — 24 p.

4. Zhuzhin M. S. Problema sokhraneniya furazhnogo zerna povyshennoy vlazhnosti / M. S. Zhuzhin // Innovatsii v selskom khozyaystve. — 2014. — No. 5 (10). — P.159‒162.

5. Kosolapova E. V. Analiz tekhnologicheskikh priemov zagotovki i khraneniya konservirovannogo plyushchenogo zerna / E. V. Kosolapova // Vestnik NGIEI. — 2014. — No. 4 (35). — P.71‒77.

6. Stepen uplotneniya, khimicheskie i biologicheskie preparaty pri konservirovanii furazhnogo zerna povyshennoy vlazhnosti / N. N. Kuchin, A. P. Mansurov, E. Yu. Gerasimov et al. // Vestnik Nizhegorodskoy gosudarstvennoy selskokhozyaystvennoy akademii. — 2012. — Vol. 1. — P.324‒329.

7. Konserviruem plyushchenoe zerno effektivno / G. Yu. Laptev, N. I. Novikova, E. A. Yyldyrym et al. // Zhivotnovodstvo Rossii. — 2016. — No. 53. — P.36‒38.

8. Nefedov G. G. Ostavte konservatizm – primenyayte konservanty! / G. G. Nefedov // Zhivotnovodstvo Rossii. — 2015. — No. 7. — P.68‒69.

9. Onoprienko N. A.Tekhnologiya zagotovki i kachestvo plyushchenogo zerna kukuruzy v rukavakh / N. A.Onoprienko, S. V. Kobzar // Effektivnoe zhivotnovodstvo. — 2017. — No. 7 (137). — P.9‒11.

10. Perekopskiy A. N. Perspektivy vneseniya biologicheskikh konservantov pri plyushchenii furazhnogo zerna / A. N. Perekopskiy, A. V. Zykov // Innovatsii v selskom khozyaystve. — 2013. — No. 2 (4). — P.45‒48.

11. Tsykunova O. V. Sposoby konservirovaniya plyushchenogo zerna / O. V. Tsykunova, A. I. Guvennov, I. M. Shishulina // V sb.: “Nauchnoe obespechenie ustoychivogo razvitiya APK v sovremennykh usloviyakh”: materialy Vserossiyskoy nauchno-prakticheskoy konferentsii, posvyashchennoy 80-letiyu Nizhegorodskogo NIISKh. — 2016. — P.155‒157.

12. Suslova M. A. Vliyanie biologicheskogo preparata na mikrobiologicheskie pokazateli i khimicheskiy sostav plyushchenogo zerna kukuruzy / M. A. Suslova // Izvestiya Orenburgskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. — 2012. — Vol. 2. — No. 34 (1). — P.38‒40.