Возможность использования конопляного жмыха в кормлении свиней

Выращивание конопли в России имеет давнюю историю. Когда-то пенька — грубое лубяное волокно, полученное из стеблей конопли, — шла на экспорт [1]. Во времена правления Н.С. Хрущева возделывание конопли опрометчиво было запрещено. Страна лишилась целой отрасли. В последнее время законодательные послабления и технологические новации в процессах переработки конопли на волокно оживили интерес к ее возделыванию.

Часть семян этой культуры поступает в посевной фонд, а часть — на переработку с целью производства масла.

Побочный продукт данного производства — жмых (ГОСТ 11694-66 «Жмых конопляный. Технические условия»), который может быть использован в кормлении животных. 

Как видно из таблицы 1, семена конопли и особенно конопляный жмых богаты белком [2]. Однако это еще не является признаком высокой кормовой ценности продукта.

Таблица 1. Химический состав семян конопли и продуктов их переработки, в среднем, %

Продукт	Сухое вещество	Сырой жир	Сырой протеин	Сырая клетчатка	Зольные вещества
Цельное семя	94,1 ± 2,0	30,4 ± 2,7	24,0 ± 2,1	32,1 ± 2,5	4,8 ± 0,7
Лущеные семена	95,1 ± 1,4	46,7 ± 5,0	35,9 ± 3,6	7,8 ± 5,1	6,4 ± 0,8
Жмых	95,1 ± 2,3	10,2 ± 2,2	40,7 ± 8,8	30,5 ± 8,8	6,7 ± 1,0
Семенная оболочка	94,9 ± 1,8	10,3 ± 5,8	12,7 ± 3,7	64,9 ± 9,3	3,9 ± 0,6

Белка в нем может быть много, но если он низкого качества, то и эффективность его невысока. Качество белка оценивают по минимальному скору, сравнивая его профиль незаменимых аминокислот (НАК) с профилем эталонного (идеального) белка [3].

Аминокислотный состав идеального белка для некоторых половозрастных групп свиней (к общему белку): лизин — 7,1%, метионин — 2,3%, метионин + цистин — 4,2%, изолейцин — 4,0%, лейцин — 7,1%, треонин — 4,6%, фенилаланин — 3,9%, фенилаланин + тирозин — 6,9%, триптофан — 1,3%, валин — 4,8%, гистидин — 2,2%, аргинин — 2,8% [4].
В семенах конопли был идентифицирован 181 белок, среди которых два основные — глобулин бобового типа эдестин (67–75%) и альбумин глобулярного типа (25–37%). У этих двух белков разный аминокислотный состав и функциональные характеристики.

Белок конопли содержит девять незаменимых аминокислот, необходимых сельскохозяйственным животным. В таблице 2 приведено среднее содержание аминокислот в продуктах переработки и белковых фракциях семян конопли.

Таблица 2. Содержание аминокислот в продуктах переработки и белковых фракциях семян конопли, в среднем, %

Аминокислота	Продукт				Фракции белка
	цельное семя	лущеные семена	жмых	семенная оболочка	альбумин	глобулин
Аланин	0,96 ± 0,09	1,52 ± 0,14	1,61 ± 0,32	0,40 ± 0,17	3,91	2,84
Аргинин	2,28 ± 0,26	4,55 ± 0,45	3,91 ± 0,89	0,94 ± 0,80	12,82	16,12
Аспарагин	2,39 ± 0,18	3,66 ± 0,37	3,66 ± 0,67	0,90 ± 0,35	7,93	9,47
Цистин	0,41 ± 0,06	0,65 ± 0,07	0,70 ± 0,15	0,18 ± 0,06	3,20	3,32
Глютаминовая кислота	3,74 ± 0,30	6,23 ± 0,77	6,03 ± 1,24	1,19 ± 0,62	20,37	21,48
Глицин	1,06 ± 0,10	1,61 ± 0,15	1,66 ± 0,35	0,41 ± 0,16	8,26	4,10
Гистидин	0,55 ± 0,06	0,97 ± 0,11	0,93 ± 0,19	0,25 ± 0,15	3,68	3,87
Изолейцин	0,80 ± 0,11	1,29 ± 0,35	1,45 ± 0,23	0,39 ± 0,14	2,02	2,86
Лейцин	1,49 ± 0,16	2,14 ± 0,28	2,35 ± 0,45	0,71 ± 0,27	4,05	5,57
Лизин	0,86 ± 0,09	1,26 ± 0,05	1,32 ± 0,27	0,33 ± 0,16	7,37	3,69
Метионин	0,56 ± 0,08	0,94 ± 0,12	0,88 ± 0,25	0,18 ± 0,12	1,74	4,07
Фенилаланин	1,03 ± 0,16	1,43 ± 0,30	1,62 ± 0,30	0,53 ± 0,09	1,32	3,27
Пролин	0,90 ± 0,10	1,62 ± 0,41	1,59 ± 0,32	0,69 ± 0,48	3,82	3,87
Серин	1,19 ± 0,17	1,70 ± 0,17	1,73 ± 0,32	0,42 ± 0,16	5,12	5,73
Треонин	1,01 ± 0,22	1,27 ± 0,11	1,35 ± 0,23	0,36 ± 0,13	4,63	2,60
Триптофан	0,23 ± 0,06	0,38 ± 0,07	0,39 ± 0,10	0,06 ± 0,04	0,16	0,34
Тирозин	0,68 ± 0,11	1,28 ± 0,22	1,15 ± 0,28	0,40 ± 0,07	2,02	3,41
Валин	1,14 ± 0,14	1,78 ± 0,19	1,91 ± 0,30	0,60 ± 0,31	2,90	3,41

В семенах конопли находится большое количество антипитательных веществ. К таковым можно отнести фитиновую кислоту (фитат) как доминирующий антипитательный фактор в конопляном жмыхе со средней концентрацией 22,5 мг/г. Фитиновая кислота ухудшает биодоступность питательных веществ, превращая катионы в нерастворимые комплексы. В меньшем количестве в семенах конопли присутствуют глюкозинолаты (3,80 мкмоль/г), ингибиторы трипсина (2,88 МЕ/мг белка) и конденсированные танины (0,23 мг/г) [5].

Энергетическая ценность конопляного жмыха составляет 305 ккал/100 г. Его питательность выражается 43–50 кг крахмальных эквивалентов при 19–21% перевариваемого белка. Конопляный жмых богат фитином (кальциевомагниевая соль инозитфосфорной кислоты), который стимулирует кроветворение, усиливает рост и развитие костной ткани; улучшает функцию нервной системы при заболеваниях, связанных с недостатком фосфора в организме [5].

Целью исследований стала оценка возможности использования конопляного жмыха в смеси с соевым жмыхом и бобовыми культурами (горохом и люпином) для получения кормовой добавки с улучшенным качеством белка. Общий белок и аминокислотный профиль бобовых культур с учетом усвояемости свиньями взяты нами из базы данных программы расчета комбикормов. Поскольку подобные данные по конопле отсутствуют, соответствующий НАК белка был взят из базы данных для пищевых продуктов [6]. Расчеты проводились по методике балансирования скоров лимитирующих аминокислот комплементарных белков по специально разработанной программе [7].

Общий белок (B) и эталонный белок (Bэ) смеси оценивался по формулам:

Таблица 3. Скоры белка (безразмерная величина)

Компонент	Влажность, %	Общий белок, %		Скоры НАК	Эталонный белок
			лизина	метионина + цистина
Конопляный жмых	5,0	31,5	0,44	0,95	13,7
Соевый жмых	8,2	41,3	0,99	0,58	23,9
Люпин	8,9	35,7	0,57	0,42	15,0
Горох	13,9	25,0	0,79	0,39	8,6

Если белок смеси во всем диапазоне варьирования неполный, то в оптимальной точке С₁ = С₂ < 1. Если в некотором диапазоне белок полноценен, то в точках С1 = 1 и С2 = 1, и из уравнений (3) и (4) следуют два решения Х₁ и Х₂, ограничивающие диапазон доли бобовых, в котором белок смеси полноценен:



В общем случае решений может и не быть.


Анализ скоров показал, что лимитирующей НАК в конопле является лизин, в бобовых культурах — метионин + цистин. Как видно из данных таблицы 3, у всех компонентов белок неполный, то есть скор лимитирующей НАК меньше единицы. Белок конопли комплементарен белку бобовых. Содержание метионина + цистина в белке конопли существенно больше, чем в бобовых. Для примера на графике показаны изменения общего и эталонного белка в зависимости от доли соевого жмыха в смеси с конопляным жмыхом. Видно, что белок смеси неполный. С ростом доли соевого жмыха возрастает общий белок. В точке А скор лимитирующих НАК (лизин и метионин + цистин) становится максимальным, таковой становится и доля эталонного белка в смеси.

В таблице 4 приведены результаты расчета минимальной доли бобовых (числитель) и содержания белка (знаменатель), соответствующие точке А на графике, для различной комбинации зернопродуктов.

Таблица 4. Результаты расчета доли бобовых, содержания общего и эталонного белка для различной комбинации зернопродуктов
 

Бобовая культура и продукты ее переработки	Конопляный жмых
	Доля бобовых, %	Общий белок, %	Эталонный белок, %	Минимальный скор
Соевый жмых	69	38	26	0,67
Горох	65	22	16	0,64
Люпин	75	35	19	0,54

При сравнении данных таблиц 3 и 4 видно, что содержание общего белка в смеси меньше, чем в компонентах по отдельности, при этом скор лимитирующей НАК и доля эталонного белка больше. Таким образом, получить идеальный белок в смеси не удается, однако можно повысить содержание эталонного белка.

Следует отметить экономический аспект производства подобных смесей. Согласно некоторым источникам, например, на 20 апреля 2021 г. стоимость 1 кг соевого жмыха составляла 45–50 руб., люпина — около 40 руб., гороха — около 22 руб., а конопляного жмыха — 20–30 руб. Во всех случаях использование конопляного жмыха снижает стоимость смеси и вместе с тем повышает качество белка (особенно в смеси с горохом). Полученные значения доли зерна бобовых (5, 6) и идеального белка (2) в смесях с конопляным жмыхом являются ориентировочными, поскольку расчеты основаны на среднестатистических данных. Уточнение возможно при наличии результатов лабораторных анализов на общий белок и лимитирующие НАК конкретных компонентов в конкретных партиях продукта.

Анализ аминокислотного профиля белка бобовых культур и семян конопли, а также выполненные расчеты позволяют сделать несколько выводов. Каждый компонент имеет различие в лимитирующих НАК: у конопляного жмыха таковой является лизин, зернобобовые лимитированы по метионину + цистину, то есть белки этих продуктов комплементарны и могут дополнять друг друга. Использование конопляного жмыха с бобовыми культурами повышает в подобных композициях качество белка (минимальный скор, долю его эталонной части), однако не позволяет получить полноценный белок.

Основанная на концепции эталонного белка, методика балансирования скоров лимитирующих НАК позволяет получить ориентировочные значения доли бобовых в смеси с конопляным жмыхом. Точность расчетов зависит от точности исходных данных — содержания общего белка и лимитирующих НАК компонентов смеси. Предлагаемые белковые смеси можно использовать в рационе животных как кормовые продукты с улучшенным, чем у исходных компонентов, качеством белка.

Литература
1.Серков, В. А. История коноплеводства в России / В. А. Серков, А. А. Смирнов, М. Р. Александрова // Научно-технический бюллетень Всероссийского научно-исследовательского института масличных культур. — 2018. — Вып. 3 (175). — С. 132–141. — DOI: 10.25230/2412-608Х-2018-3-175-132-141.
2.Hempseed in food industry: Nutritional value, health benefits, and industrial applications / W. Leonard [et al.] // Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety. —2020. — Vol. 19. — Issue 1. — P. 282–308. — DOI: 10.1111/1541-4337.12517.
3.Зверев, С. В. Оценка качества белка бобовых культур /С. В. Зверев, М. А. Никитина // Комбикорма. — 2017. — № 4. —С. 37–41.
4.Рядчиков, В. Идеальный белок в рационах свиней и птицы /В. Рядчиков, М. Омаров, С. Полежаев // Животноводство России. — 2010. — Февраль. — С. 49–51.
5.Возделывание среднерусской однодомной конопли в лесостепи Среднего Поволжья : практ. реком. / В. А. Серков [и др.]. — ГНУ Пензенский НИИСХ Россельхозакадемии, 2011. — 40 с.
6.Жмых конопляный. Химический состав и пищевая ценность. [Электронный ресурс]. — Режим доступа: https://healthdiet.ru/table_calorie_users/1436931/.
7.Зверев, С. В. Сбалансированность белковых добавок по критерию конвертируемого белка / С. В. Зверев, М. А. Никитина // Пищевые системы. — 2019. — № 1. — С. 16–19. —DOI: 10.21323/2618-9771-2019-2-1-16-19


С. Зверев, д-р техн. наук, ВНИИЗ — филиал ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН
А. Ламанов, ООО «Бионика» E-mail: zverevsv@yandex.ru; a.lamanov@simbio.ru

DOI 10.25741/2413-287X-2022-02-3-164
УДК 664.788

 

---