Продукты переработки сои как важнейшие источники кормового белка

Доморощенкова М.Л., к.т.н., доцент, ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии, Санкт-Петербург

К 2050 году ожидается, что потребность в продуктах питания возрастет практически на 100% из-за роста численности населения в мире до более 9,3 млрд. чел. (сейчас 7 млрд. чел.), причем вырастет не только численность, но и доля населения, потребляющая животные белки. Для увеличения поголовья скота и его продуктивности необходим рост потребления и затрат на кормовой белок, запасы которого не безграничны. При этом современные кормовые рационы выдвигают особые требования к качеству белковых составляющих корма. Обеспеченность высококачественными кормами во многом определяет уровень развития и экономику животноводства, так как в структуре себестоимости животноводческой продукции стоимость кормов может достигать 65-75%.

Семена сои занимают особое место в ряду маслосодержащих семян, являясь сегодня одним из важнейших источников белковых продуктов пищевого и кормового назначения. В настоящее время в мире производится значительное количество соевых белковых продуктов, которые используются в кормах для сельскохозяйственных животных, птицы и аквакультуры. Технологии переработки сои на кормовые цели можно подразделить на следующие подгруппы:

·                     переработка сои на маслоэкстракционных заводах по технологии прямой экстракции масла органическим растворителем или форпрессования-экстракции с получением соевых шротов (обезжиренной сои) и соевого масла;

·                     переработка сои на прессовых заводах, в том числе с предварительной обработкой материала в экструдере, с получением соевых жмыхов (низкожирной сои) и соевого масла;

·                     переработка сои без извлечения масла, в том числе с применением технологий экструзии, жарения/тостирования, микронизации и др. с получением полножирной кормовой сои;

·                     глубокая переработка соевого шрота или жмыха с получением концентратов белка и специальных кормовых белков, в том числе с применением технологии водно-спиртовой экстракции и ферментативных технологий.

В последние годы в среднем около 80-85% от общего мирового производства соиперерабатываются маслоэкстракционными предприятиями с получением соевого масла и обезжиренных соевых шротов с низким и высоким содержанием протеина. Востребованность соевого шрота как основного источника протеина в кормовом секторе способствует постоянному росту объемов его производства: в 2000/01 МГ – 116,2 млн. тонн;в 2010/11 - 174,5 млн. тонн, в 2011/12 – 179,4 млн. тонн.Мировое производство соевого шрота в 2012/13 МГ оценивается на уровне почти 180,7 млн. тонн.

Сегодня соевые шроты входят в состав большинства видов комбикормов и частично используются как самостоятельный корм. Высокое содержание протеина и сбалансированный аминокислотный состав определяют более высокую кормовую ценность соевого шрота по сравнению с другими видами шротов маслосемян, а также с кормовым зерном.

Несмотря на то, что в России доминирующей масличной культурой является подсолнечник, и подсолнечные жмыхи и шроты продолжают занимать наибольшую долю в общем объеме полученных жмыхов и шротов, соевые жмыхи и шроты приобретают все большее значение. Объемы производства соевых жмыхов и шротов на российских предприятиях в последние годы приобрели устойчивую тенденцию роста и увеличились с 288 тыс. тонн в 2007 г. до 616 тыс. тонн в 2008 г. и 1472 тыс. тонн в 2012 г., что связано с вводом новых производственных мощностей и, в первую очередь, с запуском в 2007 году крупнейшего в России высокотехнологичного терминального комплекса по переработке сои и других масличных семян ЗАО «Содружество-соя» в Калининградской области, который в 2012 г. мог единовременно перерабатывать до 3,5 тыс. тонн семян сои в сутки или при работе на разном сырье – до 1,8 тыс. тонн сои и 1 тыс. тонн рапса в сутки. В этом году ГК «Содружество» на своей площадке в Калининградской области успешно осуществила пуск еще одного завода с единичной мощностью 5 тыс. тонн семян сои в сутки. Таким образом, в 2014 г. объемы образования соевых шротов в России значительно вырастут.

Наряду с отечественным производством соевых шротов большие объемы продукта ежегодно поступают в Россию по импорту. В международной практике соевые шроты принято подразделять на 2 категории продуктов, получаемые в результате экстракции масла растворителем из семян сои с удалением или без удаления оболочки семян, которые в соответствии с Торговыми правилами Национальной ассоциации переработчиков масличных семян (NOPA), США, часто называют высокобелковым или высокопротеиновым (Hi-Pro) и низкопротеиновым/низкобелковым или обычным (Lо-Pro) соевым шротом (табл. 1). На эти спецификации наиболее часто ссылаются в торговле или при классификации соевых шротов. Эти минимальные стандарты качествапозволяют установить правила торговли и говорить о качестве при возникновении споров относительно концентрации питательных веществ. В Правилах особо оговаривается, что продукт должен обозначаться и продаваться в зависимости от содержания в нем протеина.

Следует учитывать, что в правилах NOPA содержание основных нутриентов – протеина, жира и клетчатки – приведено при базисной влажности 12%.

Согласно правилам NOPA, любой вид соевого шрота может содержать не обладающее питательными качествами и нетоксичное инертное вещество, которое добавляется в продукт для снижения его слеживаемости и повышения сыпучести. Количество этого вещества не должно превышать величину, необходимую для достижения желаемого эффекта, и ни в коем случае не должно превышать 0,5% по весу от общего количества шрота. Название такого улучшителя свойств продукта должно быть указано в качестве добавочного ингредиента.

К общим характеристикам соевых шротов в табл. 1 обычно прилагаютдополнительные рекомендации по качеству, согласованные с производителями кормов, включающие характеристики цвета, запаха, текстуры, активность уреазы, содержание посторонних веществ, золы и качественные характеристики белка.

В России производство кормовых соевых жмыхов и шротов регламентируется 2 стандартами: ГОСТ 27149-95 «Жмых соевый кормовой» и ГОСТ Р 53799-2010 «Шрот соевый кормовой тостированный» (действуетвместо ГОСТ 12220-96, отмененного с 1 июля 2011 г.).

Российскими переработчиками освоен выпуск соевого шрота с высоким содержанием сырого протеина и пониженным содержанием сырой клетчатки, наиболее востребованного в производстве птицы, показатели качества которого значительно отличались от нормируемых показателей в ГОСТ 12220-96. На всех предприятиях сегодня осуществляется регулярный мониторинг температуры и влажности и вентилирование помещений для хранения шрота. На практике это способствовало увеличению сроков их годности без ухудшения кормовых характеристик. Поэтому в 2009 году по результатам исследований показателей качества соевых шротов при длительном хранении, проведенных ГНУ ВНИИЖ Россельхозакадемии, сроки хранения были увеличены с 2 месяцев до 4 месяцев (для необогащенных шротов).

В ГОСТ Р 53799-2010 предусмотрена классификация соевого шрота по 6 маркам.

Практика переработки отечественного сырья российскими предприятиями показала, что в отдельные неблагоприятные по климатическим условиям сезоны очень сложно достичь содержания протеина в соевом шроте не менее 45% на а.с.в., нормируемого в старом стандарте, из-за низкого содержания белка в семенах. Поэтому, учитывая пожелания российских переработчиков сои, в новом стандарте была введена разновидность соевого шрота – «базовый» с минимальным содержанием протеина 42% и максимальным содержанием сырой клетчатки 8% на а.с.в.

Кроме того, в новом ГОСТе в характеристикахмарок соевого шрота«стандартный протеиновый» и «высокопротеиновый» учтены требования международной классификации соевых шротов на два вида – обычный или низкобелковый и высокобелковый соевый шрот с минимальным содержанием сырого протеина 44% и 47,5-49%.

ГОСТ Р 53799-2010 допускает производить обогащение липидами этих трех марок соевого шрота путем добавления в продукт фосфатидной эмульсии с расширением диапазона по содержанию липидов от свыше 2,0% до 4,0%. Соответственно вводятся еще 3 марки соевого шрота, обогащенные липидами.

Помимо показателей, указанных в табл. 3, для соевых шротов в стандартах установлены требования по показателям безопасности для жизни, здоровья животных и охраны окружающей среды, таким как: содержание посторонних и металлопримесей, содержание пестицидов, нитратов, нитритов, микотоксинов, токсичных элементов, радионуклидов.

Особенность получения шрота – обезжиривание растворителем – обуславливает необходимость дополнительного контроля массовой доли растворителя (бензина), которая составляет не более 0,1%.

Для упорядочивания требований к соевым шротам с практикой мирового производства и торговли этим продуктом, а также с учетом действующей нормативной базы и уровня оснащенности приборами КИПиА отечественной промышленности в новом ГОСТ Р 53799-2010показатель активности уреазы установлен в диапазоне 0,02-0,20 ед. рН.

Известно, что помимо ценных питательных веществ, продукты переработки сои могут содержать целый комплекс природных антипитательных веществ, снижающих кормовую ценность этих продуктов в случае не соблюдения предельно допустимых нормативов.В большинстве случаев эти вещества являются термолабильными и правильная влаготепловая обработкапозволяет снизить их активность до безопасного уровня.

Общепринятыми методами контроля активности антипитательных веществ соевых шротов является активность уреазы или активность ингибитора трипсина. Между этими показателями существует корреляция, активность уреазы более простой и быстрый метод и при контроле качества соевых жмыхов и шротов принято пользоваться именно им.

Показатель активности уреазы является индикатором степени денатурации белка и, в первую очередь, показывает, достаточно ли термообработан соевый продукт для инактивации антипитательных веществ и использования в кормах.

В многочисленных публикациях, посвященных мониторингу качественных показателей соевых шротов, производимых в разных странах, показано, что активность уреазы в большинстве случаев находится ниже 0,1 ед. рН, регламентируемого вранее действовавшем ГОСТ 12220-96 на соевый шрот кормовой тостированный. Требования к показателю активности уреазы в действующих международных и национальных стандартах также различаются.

Согласно ст. 4.3.1 "Шрот соевый тостированный" постановления №795 от 15 декабря 1993 Министерства сельского хозяйства Бразилии, уровень активности уреазы допускает изменения рН в диапазоне от 0,05 до 0,25.

В торговых операциях с соевым шротом в Европе используют Болонский контракт от 01.01.2010 г., согласно которому нормируется только верхний предел активности уреазы –макс. 0,23.

В правилах ЕС регламентируется только максимальный уровень активности уреазы, для соевого шрота обычного – 0,4 mg N/g × min., для высокобелкового соевого шрота – 0,5 mg N/g × min. (COMMISSION REGULATION (EU) No 242/2010 от 19 March 2010, стр. L 77/23).

Верхний предел диапазона показателя активности уреазы является достаточно чувствительным индикатором безопасности соевых шротов и аналитическим инструментом контроля недостаточной степени инактивации антипитательных веществ. Нижний предел диапазона активности уреазы не влияет на безопасность продукта, но иногда может свидетельствовать об его избыточной термообработке.

Чаще всего избыточную степень термообработки соевых шротов определяют по показателю содержания растворимого протеина. Это может быть растворимость в 0,2 % растворе щелочи или в воде.

Почему показатель растворимости белка не был введен в новый ГОСТ на соевый шрот? Для этого было несколько причин. Во-первых, методика определения содержания растворимого белка в соевом шроте должна быть стандартизирована и гармонизирована с международными методами. Во-вторых, должны быть четко определены рекомендуемые показатели растворимости белка для различных видов соевого шрота и разных групп сельскохозяйственных животных.

В настоящее время комитет ИСО AW/307 по масличным семенам, животным и растительным жирам и их побочным продуктам принял заявку на разработку стандарта на определение в соевом шроте протеинов растворимых в растворе гидроксида калия. По-видимому, после разработки и принятия этого стандарта следует сделать дополнение к российскому стандарту на соевый шрот с введением справочного показателя растворимости протеина.

В ГОСТ Р 53799-2010 разрешаетсяв качестве сырья для производства соевого шрота использовать генетически модифицированные семена сои, зарегистрированные в Федеральном Реестре Российской Федерации. Список разрешенных к использованию в РФ линий сои сегодня насчитывает 6 трансформационных событий (табл. 4).

Зарегистрированные в РФ линии соиобладают в основном новыми агрономическими признаками — устойчивостью к определенным видам пестицидов или сельскохозяйственных вредителей. По своим технологическим свойствам, химическому составу и кормовой питательности они не отличаются от своих традиционных аналогов.

25 сентября 2013 г. председатель Правительства РФ Дмитрий Медведев подписал «Правила государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы» (Постановление Правительства Российской Федерации от 23 сентября 2013 г. №839), которые вступают в силу с 1 июля 2014 года. В соответствии с этим постановлением к 1 мая 2014 г. запланировано утвердить форму нового свидетельства о государственной регистрации генно-инженерно-модифицированных организмов, предназначенных для выпуска в окружающую среду, а также продукции, полученной с применением таких организмов или содержащей такие организмы. При этом ранее выданные свидетельства не утрачивают силу до окончания сроков их действия.

Хотелось бы отметить, что новый ГОСТ Р 53799-2010 на соевый шрот является только первым шагом в области процессов технического регулирования для продуктов переработки сои.Но уже сегодня введение этого ГОСТапозволяет учесть особенности производства соевых шротов при переработке отечественных семян сои, гармонизировать требования к соевым шротам, закупаемым по импорту, и способствует повышению качества и расширению ассортимента соевых шротов, выпускаемых российскими предприятиями.

Технологии переработки семян сои на кормовые цели активно развиваются. С повышением требований к составу и питательности кормовых рационов и с ростом цен на рыбную муку и некоторые другие источники кормовых животных белков изменилась рентабельность переработки сои на кормовые цели. На мировом рынке уже достаточно давно имеются соевые жмыхи и шроты, прошедшие дополнительную обработку и предназначенные для кормления определенных видов и возрастных групп животных. Например, ряд фирм производят соевые шроты и жмыхи с повышенным содержанием «байпассного» или «защищенного» белка для использования в кормлении жвачных животных.

Сегодня растет интерес к развитию технологий и созданию промышленных производств по глубокой переработке сои с получением кормовых добавок с высоким содержанием протеина и пониженным содержанием антипитательных веществ.Наиболее распространены два основных технологических подхода – направленная ферментативная обработка соевого шрота с получением ферментированного соевого шрота (ФСШ) или ферментированного соевого концентрата, называемого так, несмотря на пониженное содержание протеина, и водно-спиртовая экстракция нежелательных компонентов из соевого шрота с получением концентрата белка.

Ожидается, что в ближайшие годы в мире значительно возрастёт производство аквакультуры.

Ввиду этого очень большой потенциал для использования в кормах имеют соевые белковые концентраты, получаемые по технологии водно-спиртовой экстракции, конкурирующие с рыбной мукой.

Типовые характеристики кормовых соевых концентратов приведены в табл. 5 в сравнении с традиционным соевым шротом.

Соевые белки непосредственно влияют на рентабельность и развитие животноводства. Поэтому будет происходить постоянное изменение характеристик кормовой питательности жмыхов и шротов. Росту ресурсов кормового белка в России будет способствовать решение задач:

·                     Внедрение новых высокобелковых сортов сои;

·                     Повышение урожайности, снижение потерь при уборке, хранении и переработке белкового сырья;

·                     Повышение качества и биологической ценности выпускаемых белковых продуктов (жмыхов и шротов семян сои, полножирной сои);

·                     Создание отечественных промышленных производств по выпуску белковых продуктов из семян сои;

·                     Повышение рентабельности переработки сои за счет использования инновационных технологий и современного оборудования, а также извлечения сопутствующих хозяйственно ценных компонентов (фосфолипидов, изофлавонов, стеролов и т.д.).