Использование ферментов в производстве кормов

Размещено на http://www.allbest.ru/

РЕФЕРАТ

ТЕМА:

«ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ФЕРМЕНТОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ КОРМОВ»

Выполнила: Хаирова Анастасия

Студентка 2 курса 201 группы Б-ВБ

Преподаватель:

Буршина Светлана Николаевна

2010 год

План

Введение

1. История открытия

2. Применение ферментов в кормах

3. Характеристика используемых кормов в рыбоводческом хозяйстве

Список литературы

Введение

Ферменты (от латинского слова fermentum - закваска) - белки, которые обладают каталитической активностью и характеризуются очень высокой специфичностью и эффективностью действия. Все процессы в живом организме - дыхание, пищеварение, мышечное сокращение, фотосинтез и другие - осуществляются с помощью ферментов. Ферменты находятся во всех живых клетках и составляют большую часть всех их белков. Они во много миллионов раз ускоряют самые разнообразные химические превращения, из которых складывается обмен веществ. Под действием различных ферментов составные компоненты пищи: белки, жиры и углеводы - расщепляются до более простых соединений, из которых затем в организме синтезируются новые макромолекулы, свойственные данному типу.

1. История открытия

фермент корм рыбоводческий хозяйство

Науку составляет не только достигнутый результат, но и путь, ведущий к результату от незнания к знанию, медленный, извилистый, скачкообразный, в каждой области зависящий от достижений смежных наук и общего развития мировоззрения. Ещё в незапамятные времена, на заре возникновения цивилизации, люди в своей практической деятельности сталкивались с различными ферментативными процессами и использовали их для своих целей.

Это спиртовое и молочнокислое брожение, применение сычуга для приготовления сыров, солода и плесневых грибов для осахаривания продуктов. Вероятно, первым, кто попытался создать общее представление о химических процессах в живом организме, был врач и ученый Парацельс, родившийся в Швейцарии в конце XV века. Несмотря на наивность (с совершенной точки зрения), взгляды Парацельса во многом были прогрессивными, так как для понимания жизненных явлений он пытался привлечь реальные силы природы. Именно с этих позиций Парацельс и его последователи подошли к рассмотрению сущности ферментаций, давно известного понятия обозначавшего разного рода брожения, главным образом спиртовое и молочнокислое. В XVI и начале XVII века уже делались попытки рассматривать ферментации как химические процессы. И  В Валентин (первая половина XVI века), и Андрей Либавий (1550-1616 годы) считали ферменты (или дрожжи) особым веществом, хотя и подчиняли его действия неким не материальным силам. Другим последователем Парацельса был знаменитый голландский химик Иоганн Баптиста Ван Гельмонт (577-1644 годы). Именно он охарактеризовал фермент как агент, вызывающий химические процессы в организме и управляющий ими.

Качественный скачёк в развитии учения о ферментациях произошёл в связи с исследованиями великого французского химика Антуана Лавуазье, совершившего переворот в химии и впервые внедрившего в химические исследования строгие количественные методы. К концу XVIIIXVIII века уже было известно, что встречаются химические процессы, протекающие с участием какого-то агента, без которого процесс практически не идёт.
Первые успехи были достигнуты при изучении превращения крахмала в сахар. Решающая роль в этих исследованиях принадлежит работам петербургского академика  К. С. Кирхгофа, которые открыли новую страницу в истории и химия ферментов. В начале XIX века было открыто немало химических реакций, среди них были и некоторые ферментативные реакции. Юстус Либих был одним из наиболее крупных авторитетов среди химиков XIX века. В это время было открыто ещё несколько ферментов. В 1836 году Т.Шванн впервые обнаружил в желудочном соке фермент животного происхождения, названный им пепсином. Несколько позже, в 1857 году, А.Корвизар описал другой фермент, переваривающий белки - трипсин. В XIX веке (1897 год) Эдуард Бухнер убедительно доказал химическую природу ферментов. В 1907 году -  Эдуард Бухнер был удостоен Нобелевской премии по химии. (В.И.Розенгарт "Ферменты- двигатели жизни).

2. Применение ферментов в кормах

Для чего необходимо применение ферментов в кормах?

Самой веской причиной для применения ферментов является следующая: ферменты улучшают питательность кормов. Все животные используют при переваривании пищи ферменты. Их вырабатывает либо само животное, либо микробы, находящиеся в пищеварительном тракте.

Несмотря на это, эффективность пищеварительного процесса животных не достигает уровня 100 %. и, например, свиньи не способны переварить более 15-25 % потребленного корма. По этой причине в корм для животных добавляют ферменты, за счет чего повышается эффективность функционирования пищеварительной системы животных и расширяется собственный процесс пищеварения животных.

На многих животноводческих фермах корм является основной статьей расходов. Производительность зависит от затрат на корм и питательности имеющегося в наличии сырья. Как правило, ограничивающим фактором при составлении рецептов кормов является способность животного по перевариванию различных компонентов сырья, к примеру, клетчатки. Несмотря на улучшение питательности кормов, результат зачастую не доходит до фермы. Если корма не используются с должной эффективностью, то при этом возникают расходы, как у фермера, так и у окружающей среды.

Четыре важных причины для применения кормовых ферментов

1. Расщепляют препятствующие усвоению корма вещества, которые содержатся во многих сырьевых компонентах корма. Данные вещества могут наносить вред нормальному пищеварению, вызывая не перевариваемость корма.

2. Улучшают степень перевариваемости крахмала и белков. Данные вещества находятся внутри клетчатосодержащих клеточных оболочек и поэтому труднодоступны для собственных ферментов пищеварения животного.

3. Расщепляют такие молекулярные структуры сырья, которые, как правило, не расщепляются под влиянием собственных ферментов животного, высвобождая при этом большее количество питательных веществ.

4. Дополняет производство ферментов у молодых животных, так как их пищеварительная система может быть развита в недостаточной степени и ферментное производство может быть недостаточным.

За счет данного улучшения переваримости и питательности корма можно улучшить производство, основывающееся на одном и том же корме, и поддерживать производство на одном и том же уровне за счет составления более экономичной кормосмеси. Оба этих метода по использованию ферментов дают более хороший экономический результат.

Есть много веских причин для применений кормовых ферментов. Наряду с улучшением степени перевариваемости корма при помощи добавления ферментов можно сбалансировать изменения питательности сырьевых компонентов. Эксперименты продемонстрировали, что за счет обеспечения ферментами стабильного качества корма было снижено колебание производственного результата группы животных. Зачастую данный фактор позволяет улучшить уход за животными и повысить производительность производства.

Как действуют ферменты?

Ферменты являются биологическими катализаторами. Это означает, что они позволяют ускорять химические реакции, в которых изменяется химическая форма веществ. За счет ферментов данные реакции протекают даже в миллион раз быстрее. Ферменты не подвергаются износу во время реакции. Они высвобождаются по завершению реакции и сразу же готовы начать следующую реакцию. Теоретически это может продолжаться бесконечно, по крайней мере, до тех пор, пока они не израсходуют весь субстрат (вещество, в реакции которого ферменты принимают участие). На практике вследствие их восприимчивости и органического состава, продолжительность существования ферментов ограничена. Кроме того, будучи белками, они подвергаются естественному распаду во время нормального пищеварения.

Каковы биологические основы применения кормовых ферментов?

Как известно, ферменты - это белковые катализаторы, контролирующие в живом организме все химические реакции, в том числе и процессы пищеварения. В желудочно-кишечном тракте животных и птиц имеются специализированные гидролитические ферменты, расщепляющие разные питательные вещества -- крахмал, сахара, жиры и белки -- но отсутствуют ферменты, способные переваривать клетчатку. Между тем, клетчатка образует стенки растительных клеток, которые далеко не полностью разрушаются при помоле зерна. Заключенные в цельных клеточных оболочках белки и углеводы недоступны для ферментов животных. Если же к комбикорму добавить ферменты, гидролизующие клетчатку, то они начинают работать в кишечнике вместе с ферментами животного, открывая доступ к ценным питательным веществам, которые в противном случае были бы потеряны для организма.

Помимо этого, зерно злаков: пшеницы, ячменя, овса, ржи содержит большое количество растворимой клетчатки, являющейся антипитательным фактором. Растворимая клетчатка образует в кишечнике гель с высокой вязкостью, в результате чего подавляется активность собственных ферментов организма, затрудняются процессы всасывания, увеличивается опасность развития болезнетворных микробов. Все эти негативные явления также полностью устраняются путем добавления кормовых ферментов, которые разрушают растворимую клетчатку, снижая, таким образом, вязкость химуса (содержимого кишечника). Следует также учесть, что на ранних стадиях развития и при стрессе нормальная секреция пищеварительных ферментов угнетается. Их дефицит может быть компенсирован с помощью кормовых ферментов.

Таким образом, основное биологическое действие кормовых ферментов состоит в следующем:

- улучшается усвоение белков и углеводов корма за счет разрушения клеточных оболочек;

- повышается активность собственных пищеварительных ферментов и процессов всасывания, улучшается микробиологическая среда кишечника за счет снижения вязкости;

- компенсируется дефицит пищеварительных ферментов на ранних стадиях развития и при стрессе.

В свою очередь эти биологические эффекты приводят к улучшению хозяйственно-полезных признаков и экономических показателей производства:

1. Более полно извлекаются питательные вещества и энергия корма. Фактическая питательность рациона возрастает на 5-10%.

2. Снижаются затраты корма на продукцию на 5-15%.

3. Продуктивность возрастает при неизменных рационах.

4. Возникает возможность замены дорогих компонентов корма (кукуруза, соя, шрота) на более дешевые (пшеница, ячмень, овес) без снижения продуктивности.

5. Снижается уровень инфекционных заболеваний и потребность в антибиотиках.

6. Уменьшаются объем помета и влажность подстилки.

Самой ценной особенностью ферментов является то, что они являются особо специализированными и расщепляют или действуют только на один определенный субстрат в отличие от многих промышленных неорганических катализаторов. Иногда их действие связано только с расщеплением определенных химических связей. Например, различные амилазы способствуют расщеплению крахмала, протеазы воздействуют на протеины, и липазы влияют на жиры. Каждая группа включает различные ферменты. К примеру, каждый тип протеазы специализируется на определенной стадии переваривания белков.

3. Характеристика используемых кормов в рыбоводческом хозяйстве

Корма животного происхождения. Эти корма являются основным источником полноценного белка и витаминов. Кроме того, они богаты минеральными веществами. Важным достоинством большинства кормов животного происхождения является высокая усвояемость аминокислот, входящих в структуру их белка. К группе кормов животного происхождения относятся рыбная мука, крилевая мука, мясокостная мука, мясная мука, кровяная мука (альбумин), мука из шквары (остаток после вытапливания жиров), костная мука, перьевая мука, крабовая кормовая мука, куколка тутового шелкопряда, сухой обрат, сухое обезжиренное молоко и некоторые другие виды сырья. Рыбная мука готовится из рыбных отходов и содержит много протеинов и незаменимых аминокислот. Рыбная мука богата витаминами группы В и микроэлементами. По ГОСТу 2116--82 в рыбной муке должно содержаться до 12% влаги, не менее 48% протеина и не более 10% жира. Содержание поваренной соли не должно превышать 5%.'.Допускается при выработке муки из жирного сырья и при включении в ее состав антиоксидантов содержание жира увеличивать до 22%, а количество влаги сокращать до 8%. Более ценной является нежирная мука, так как она лучше сохраняется. Рыбная мука должна быть рассыпчатой, без комков и плесени. Запах ее специфический, рыбный, без затхлости. Мука высшего и I сортов сухая, рыхлая, легко рассыпается после сжатия в руке. Цвет муки может варьироваться от светло - серого до темно-желтого, однако чем темнее мука, тем ниже ее пищевая ценность. Испорченная мука приобретает ржавый оттенок. Срок хранения нестабилизированной антиокислителем рыбной муки не должен превышать 6 мес, стабилизированной -- 1 год.

Крилевая мука содержит 58--62% сырого белка, в отличие от рыбной муки характеризуется большим количеством каротиноидов, которые придают мясу выращиваемых рыб специфическую розовую окраску. Крилевая мука в основном используется для кормления производителей лососевых рыб. Наибольшей питательностью характеризуется крилевая мука, приготовленная прессово-сушильным способом.

Мясокостную муку вырабатывают из отходов, получаемых при забое животных на мясокомбинатах (не пищевая обрезь от зачистки мяса, малоценные в пищевом отношении субпродукты и др.). Питательность этой муки зависит от исходного сырья. В мясокостной муке I и II сортов, используемой для кормления рыб, должно содержаться не менее 42% сырого белка и до 16% жира. Срок хранения муки--до 2 мес.

Мясная мука -- белковый корм высокого качества -- вырабатывается из внутренностей животных и прочих мясных отходов. В ней содержится 50--60% сырого белка.

Кровяную муку (альбумин) получают из крови, фибрина, шляма и костей. В кровяной муке содержится 70--85% сырого белка и до 5% жира. В корма для рыб добавляют небольшое количество кровяной муки, так как ее питательная ценность невелика из-за дисбаланса состава аминокислот и низкой переваримости.

Мука из шквары содержит 44--47% сырого белка, который в сравнении с белком других животных кормов имеет меньшую биологическую ценность из-за недостатка незаменимых аминокислот.

Костная мука содержит большое количество минеральных веществ (кальция и фосфора). Белок костной муки по количеству незаменимых аминокислот значительно уступает названным выше компонентам животного происхождения. Применяется костная мука, прежде всего как минеральная добавка.

Куколка тутового шелкопряда используется в качестве белкового компонента рыбных комбикормов. Однако/ее применение весьма ограничено из-за высокой жирности (до 26%).

Жир при хранении окисляется, и когда такой корм задают рыбам, то у них нарушается нормальный процесс пищеварения. В составе кормов можно использовать только свежих куколок тутового, шелкопряда.

Наряду с вышеназванными компонентами животного происхождения в рыбоводных хозяйствах находит применение для кормления личинок и мальков лососевых рыб говяжья селезенка.

Она является полноценным источником белка (до 18%), жиров и минеральных веществ.

Селезенка не может служить единственным кормом для рыб и используется только как компонент пастообразных смесей в сочетании с мукообразными белковыми компонентами и витаминами.

Корма растительного происхождения. Корма растительного происхождения в зависимости от состава основных питательных веществ разделяются на три группы -- богатые крахмалом, белком и жиром. Корма, богатые крахмалом. Это в основном семена злаков, в которых содержится до 75% углеводов, главным образом крахмала, от 8 до 20% белка, от 2 до 6% жира и небольшое количество минеральных веществ. Зерна злаков играют наибольшую роль в кормлении карпа. Для других рыб они имеют меньшее значение.

Пшеница является одним из наиболее питательных и экономичных по белку видов корма. Перевариваемость белка пшеницы карпом достигает 86%, доступность аминокислот--91%. Из 1 кг пшеницы карп усваивает более 500 г питательных веществ. Для изготовления кормов для рыб применяют пшеницу, непригодную для пищевых целей. Зерна такой пшеницы содержат до 20% белка. Жиры в основном представлены ненасыщенными жирными кислотами--линолевой (56%), олеиновой (12%) и линоленовой (4%). Основной углевод пшеницы--крахмал--гидролизуется амилазами. Особенно много ферментов в проросшем зерне. Витамины А и D в пшенице представлены главным образом в форме провитаминов -- каротиноидов и стеролов. Из жирорастворимых витаминов в пшенице содержится витамин Е, который предохраняет жиры от окисления. Витамины группы В находятся в основном в оболочках зерна.

Ячмень по питательности близок к пшенице, но отличается худшим использованием протеина на прирост рыб. Содержание в ячмене незаменимых аминокислот--лизина, метионина и триптофана--по сравнению с семенами других злаков высокое, а крахмала в ячмене содержится меньше (50--60%), чем в кукурузе, пшенице и ржи.

Жирные кислоты представлены в основном ненасыщенными соединениями (80--85%).В рыбоводных хозяйствах ячмень используют в качестве заменителя пшеницы в кормах, предназначенных для карпа, канального сомика и некоторых других видов рыб.

Рожь содержит много слизистых веществ (2,5--3%), в результате чего она сильно набухает в пищеварительном тракте. В ней содержится 14--15% белка и по сравнению с другими злаковыми незначительное количество клетчатки, жир составляет 1,7%. Белки ржи богаты лизином и бедны триптофаном. В состав жирных кислот входят: линоленовая (около 60%), олеиновая (до 20%), стеариновая (20--22%) кислоты. Рожь относительно богата витаминами группы В.

Кукуруза содержит большое количество крахмала, но бедна протеином, который к тому, же обладает низкой биологической ценностью за счет дефицита лизина и триптофана. Следует иметь в виду, что корма с повышенным содержанием кукурузы плохо хранятся и быстро плесневеют. В составе кормосмесей для рыб используется молотое зерно или измельченные продукты его переработки. Наиболее питательна мука из цельного зерна без очистки.

Список используемой литературы

1. Скляров В. Я., Гамычин Е. А., Рыжков Л. П. Справочник по кормлению рыб.- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984. - 120 с.

2. Никитин А. М., Розумей Н. Г., Савченко Н. А. Справочник по кормлению с/х животных степи Украины.- Одесса: Маяк, 1982.- 199 с.

3. Венедиктов А. М. Справочник по кормлению с/х животных.- М.: Россельхозиздат, 1983.- 303 с.

Размещено на Allbest.ru