CC BY
79
УДК 636.085.9 DOI 10.52231/2225-4269_2021_3_143
Причины фальсификации сырого протеина в кормах и способы ее выявления
Фоменко Полина Анатольевна, старший научный сотрудник отдела кормов и кормления
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вологодский научный центр Российской академии наук»
Богатырева Елена Валерьевна, старший научный сотрудник отдела кормов и кормления
e-mail: [email protected]
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки «Вологодский научный центр Российской академии наук»
Ключевые слова: сырой протеин, карбамид, фальсификация.
Аннотация. В данной статье подчеркнута актуальность проблемы фальсификации концентрированных кормов, которая связана с отсутствием жестких требований к сырью (компонентам), а также готовому продукту. Фальсификация кормов негативно отражается на сельскохозяйственных животных, продолжительности их продуктивного использования, количестве и качестве получаемых продуктов животноводства. В статье описаны исследования, целью которых является обнаружение и подтверждение фальсификации сырого протеина в концентрированных кормах. Так как остро стоит вопрос фальсификации кормов путем введения некачественных компонентов с утратой питательных свойств корма, поэтому проведенные нами исследования показали острую необходимость контроля токсической безопасности кормов на подделку их азотсодержащими веществами небелкового происхождения. Базой для исследования являются корма Вологодской области. Качество кормов учитывалось по фактическим данным на период 2018-2020 гг.
Введение. Главными поставщиками сельскохозяйственной продукции являются предприятия агропромышленного комплекса. Молочная продуктивность крупного рогатого скота во многом зависит
от полноценности кормления.
Сырой протеин - количество общего азота, найденного в образце одним из аналитических методов, умноженное, как правило, на коэффициент 6,25 (среднее содержание азота составляет 16%). Этот термин появился в середине XIX века, когда два исследователя -Henneberg W. и Stohmann F. - провели анализ корма, разложив его состав на разные группы веществ. Сумма групп так называемых «сырых» веществ, которые включали воду, золу, сырой протеин, сырой жир, сырую клетчатку, безазотистые экстрактивные соединения, составляет 100%. Этот метод анализа носит название зоотехнического. С развитием химии метод был усовершенствован, особенно в области анализа углеводов. Однако содержание азота до сих пор используется в качестве меры уровня протеина [1, 2].
При составлении рецептур и производстве комбикормов корма животного происхождения заменяют бобовыми культурами, среди которых превалирует соя. Связанно это, прежде всего, с высокой стоимостью кормов животного происхождения, а также с их фальсификацией, что не может отвечать требованиям экологической безопасности. Как правило, для фальсификации используют неорганические источники азота - мочевину (карбамид) или аммиачную селитру. Ввод 1 % мочевины повышает содержание сырого протеина на 3 %. Из-за насыщения кормов неорганическим азотом снижается их поедаемость. Небелковые формы азота в кормах могут становиться причиной возможного отравления поголовья, что влечет за собой снижение среднесуточного прироста [3, 4].
Концентрированные корма являются достаточно дорогостоящими, в связи с чем некоторые производители пытаются косвенным путем повысить концентрацию сырого протеина в кормах низкого качества или с целью экономии прибегают к разбавлению высокобелковых продуктов различными добавками [5, 6].
Кормовая мочевина относится к группе кормовых добавок и разрешена для скармливания крупному рогатому скоту с момента начала образования жвачки, что объясняется физиологией жвачных животных. У этих животных микробы рубца расщепляют карбамид до аммиака. Аммиак же используется микробами как источник азота для синтеза микробного протеина и тем самым улучшает обеспечение крупного рогатого скота белком. Необходимым условием для использования неорганического азота является достаточное обеспечение бактерий рубца энергией [7, 8, 9].
Если жвачным животным начали скармливать карбамид, то делать это нужно постепенно и без перерывов. Лучшие результаты будут
в тех случаях, когда неорганический азот вводят в рацион, который сбалансирован по содержанию сахара и минеральных веществ. Лучшим способом использования мочевины является включение её в состав гранулированных комбикормов. Также карбамид эффективно использовать при введении в рацион вместе со свекловичной мелассой [10, 11, 12].
Не допускается использование кормового карбамида вместе с концентрированными кормами и несколько раз в сутки. Повышение содержания кормового белка за счет этого вещества зачастую выходит за разумные пределы.
Передозировка карбамидом весьма опасна для жвачных животных. Повышение сырого протеина мочевиной в жмыхе и шроте до необходимых показателей зачастую оборачивается для животного опасностью для здоровья. Безошибочное составление рациона с осторожным использованием дозировки неорганического азота не приведет к плачевным результатам. Вместе с тем, фальсификация кормов и кормовых добавок также значительно распространена [13, 14].
В настоящее время остро стоит вопрос фальсификация кормов путем введения некачественных компонентов с утратой питательных свойств корма, искажение информации о корме в сопроводительных документах, на упаковке.
Фальсификация носит систематизированный характер, когда применяют сложную комбинацию, используя физические и химические аналоги как основу фальсификата, а также дополнительно маскируют всё это специальными технологическими приёмами. В итоге достигается имитация показателей питательности и повышение объёма продаж [15, 16]. Для этого необходимы серьёзные знания химической природы компонентов, их физической совместимости, а также методов лабораторного контроля, которые могут быть применены конкретным покупателем (таблица).
Таблица 2 — Самые распространенные примеры фальсификата в кормах.
Продукт Пример фальсификации
Аминокислоты Манка (разбавляют лизин)
Полножирная соя Горох и рапс
Рыбная мука Карбамид, разбавление щетиной и шкурами свиней, мясокостная мука, добавление синтетических аминокислот
Шрот, жмых Карбамид, внесение «дешёвых жиров»
Развитие сельскохозяйственного производства влечёт за собой
увеличение потребности животноводства в кормовой базе - фуражном зерне, источниках растительного и животного белка, микроэлементах, витаминах, ферментах, аминокислотах и т.д. Тем более что некоторые покупатели часто ориентируются только на наименование, цену и пару ключевых показателей качества. Они слабо представляют, по каким критериям (кроме требований ГОСТ) следует контролировать соответствие сырья, и выбирают самое дешёвое, которое формально соответствует требованиям ГОСТ [17, 18, 19].
Цель исследований - выявить причины фальсификации сырого протеина.
Задачи исследований - изучить методы фальсификации, провести анализ кормов на содержание карбамида.
Материалы и методы исследований
Базой для исследования являются корма Вологодской области. Качество кормов учитывалось по фактическим данным на период 2018-2020 гг.
Содержание сырого протеина определяли в соответствии с ГОСТ 13496.4-93 Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Методы определения содержания азота и сырого протеина (определение азота по Къельдалю) [20].
Благодаря высокой точности, воспроизводимости и простоте этот метод до сих пор является самым распространенным методом определения содержания белка в продуктах питания и кормах. В настоящее время Метод Къельдаля - официальный арбитражный метод, который принят в большинстве официальных контролирующих организаций: AOAC, ISO, EPA, DIN, ASTM.
Сущность метода заключается в минерализации образца при температуре 420 °С в концентрированной серной кислоте в присутствии катализатора. Азот из образца в виде аммиака связывается с серной кислотой с образованием сульфата аммония ((NH4)2SO4). Минерализат охлаждают, а затем разбавляют водой и нейтрализуют концентрированной натриевой щелочью, в результате чего образуется гидроокись аммония NH4OH ((NH4)2SO4 + 2NaOH => =>2NH4OH + Na2SO4)). Дальше наступает этап перегонки паром. Аммиак вместе с паром попадает в приемную колбу, где аммиак связывается со специальным раствором - ресивером. Таковым может служить серная кислота, но чаще используют раствор борной кислоты, особенно в полуавтоматических и автоматических системах. Затем дистиллят (ресивер со связанным аммиаком) титруют. По количеству реагента, который был истрачен на титрование связанного аммиака, определяют содержание общего азота. Это значение умножают на 6,25 и получают массовую долю сырого протеина (рис. 1).
Начало
ПОДГОТОВКА ПРОБЫ
1-я стадия
МИНЕРАЛИЗАЦИЯ (ОЗОЛЕНИЕ)
2-я стадия
ОТГОНКА
С ПАРОМ
3-я стадия ТИТРОВАНИЕ
Конечный результат
АЗОТ/БЕЛ ОК%
Рисунок 1 — Схема определения азота в кормах
Содержание массовой доли мочевины в кормах определяли в соответствии с ГОСТ Р 51422-99. Корма, комбикорма, комбикормовое сырье. Метод определения массовой доли мочевины.
Сущностью этого (спектрального) метода является следующее положение: в основе метода лежит хорошо известная чувствительная реакция взаимодействия первичных аминов (ПА) с пара-диметиламинобензальдегидом, протекающая по схеме (рис. 2):
Рисунок 2 — Схема пара-диметиламинобензальдегидом
В результате образуются окрашенные соединения, имеющие электронный спектр поглощения с максимумом в интервале длины волн 395-420 нм, что и позволяет контролировать содержание ПА в исследуемых средах.
Корма, комбикорма содержат разнообразные представители ПА: аминокислоты, белки, некоторые витамины, в структуру которых входит первичная аминогруппа. Все эти соединения одновременно с карбамидом могут взаимодействовать с п-ДМАБ. Но на этот счет в методе предусмотрена стадия внесения двух осаждающих растворов - «Каррез I» - и «Каррез II». Внесение этих растворов в водный экстракт осаждает аминокислоты в виде их солей и высаливает белки и водорастворимые витамины. Таким образом, из всех выше перечисленных ПА в водном экстракте остается только карбамид.
За период 2018-2020 гг. исследовано более 170 образцов кормов.
Рисунок 3 — Содержание сырого протеина и мочевины в жмыхе подсолнечном
Рисунок 4 — Содержание сырого протеина и мочевины в жмыхе рапсовом
Содержание сырого протеина в исследуемых кормах за три года варьируется в пределах 28,51-42,60 % в жмыхах подсолнечника, 19,66-44,06% - в жмыхах рапса (рис. 3, 4).
Массовая доля мочевины в анализируемых кормах находится в пределах 1 %. Повышенное содержание карбамида наблюдается в
рапсовых жмыхах до 9,98 %, что свидетельствует о присутствии в кормах мочевины. Изготовители и потребители сельскохозяйственных кормов не имеют единого мнения о критическом уровне содержания карбамида в комбикормах и кормовом сырье, превышение которого может нанести непоправимый вред сельскохозяйственным животным.
К сожалению, из-за фальсификации даже надпись «сделано по ГОСТ» сегодня не гарантирует качества продукта. Проведенные исследования показали высокую необходимость контроля концентрированных кормов на возможность фальсификации их азотсодержащими веществами небелкового происхождения.
Многие сельскохозяйственные предприятия корма на анализ отправляют редко и только основные, а концентрированные нет, доверяя лишь сертификатам соответствия. В связи с этим у них нет полной картины качества данного вида корма.
Контроль качества сельскохозяйственных кормов - это очень важная часть технологического процесса сельскохозяйственных предприятий. Поэтому проблема фальсификации белка является более острой. Вместе с тем, есть достаточно много непонимания в этой проблеме, так как нет нормативных документов и предельно допустимых норм. Именно поэтому возникают конфликты между изготовителями сельскохозяйственных кормов, коммерсантами и потребителями. Такая ситуация провоцирует бесконтрольное использование карбамида, а, следовательно, и неконтролируемый вред.
В ГОСТ и ТУ не предусмотрен тот факт, что сырье или компонент для производства комбикормов запрещено фальсифицировать в принципе. Также не определены нормы, методы и параметры контроля самого факта фальсификации. Все это затрудняет предъявление законодательно обоснованных претензий и не позволяет привлечь производителей фальсификатов к ответственности.
Литература:
1. Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности. ГОСТ 12.1.007-76. Введ. 01.01.77. М. : Изд-во стандартов, 1976. С. 81-85.
2. Головня, Е.Я. Метод выявления фальсификации рыбной муки / Е.Я. Головня // Комбикорма. - 2014. - № 3. - С. 70-72.
3. Ларина, О.В. Учебно-методическое пособие по дисциплине «Идентификация и фальсификация кормов и продукции животноводства»: для студентов, обучающихся по специальности 110401 - Зоотехния и направлению 36.03.02 (1110.62) - Зоотехния /
О.В. Ларина, Е.И. Шомина, Т.Н. Якушева. - Воронеж, 2015.
4. Фоменко П.А. Анализ влияния рационов на биохимические показатели крови / П.А. Фоменко, С.В. Серова // Молочнохозяйственный вестник. - 2013. - № 4 (12). - С. 45-50.
5. Чиков, А.Е. Пути решения проблемы протеинового питания животных / А.Е. Чиков, С.И. Кононенко. - Краснодар, 2009. - 211 с.
6. Макаева, А.Р. Оценка содержания сырого протеина в кормах республики Татарстан в 2017 году / А.Р. Макаева, В.И. Степанов // Актуальные проблемы ветеринарной медицины: матер. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 90-летию со дня рожд. проф. В.А. Киршина. -2018. - С. 151-153.
7. Вологодский функциональный кормовой продукт для сельскохозяйственных животных / И.С. Полянская, Л.А. Куренкова, Е.В. Богатырёва, П.А. Фоменко, Г.Н. Забегалова // Молочнохозяйственный вестник. - 2018. - № 2 (30). - С. 111-121.
8. Гусаров, И.В. Контроль качественных показателей объемистых кормов, заготовленных с применением биоконсервантов в период хранения / И.В. Гусаров, П.А. Фоменко, Е.В. Богатырева // Фундаментальные и прикладные аспекты кормления сельскохозяйственных живетных: матер. междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 100-летию со дня рожд. А.П. Калашникова. - 2018. - С. 72-75.
9. Аспандиярова М. Способы выявления фальсификации кормового сырья / М. Аспандиярова // Животноводство России. - 2021. - № 3. - С. 31.
10. Тяпугин, С.Е. Биохимический состав крови молочных коров в зависимости от их продуктивности / С.Е. Тяпугин, Т.Ж. Горюнова, П.А. Фоменко // Сб. науч. трудов Северо-Кавказского научно-исследовательского института животноводства. - 2014. - Т. 3. - № 2. - С. 62-65.
11. Терпиловский, К.Ф. Беседы о кормах / К.Ф.Терпиловский, В.Б. Иоффе. - Минск: Ураджай, 1987. - 158 с.
12. Сравнительная оценка методов обнаружения белкового и небелкового азота в кормах растительного и животного происхождения / П.О. Бусыгин, Н.Н. Дудкина, М.А. Суздальцева, И.А. Шкуратова, А.В. Лысов // Вопросы нормативно-правового регулирования в ветеринарии. - 2020. - № 1. - С. 249-251.
13. Гусаров, И.В. Изучение теории и практики кормления крупного рогатого скота на Европейском Севере России. Научная школа А.С. Емельянова / И.В. Гусаров, П.А. Фоменко, Е.В. Богатырева // АгроЗооТехника. - 2018. - Т. 1. - № 2. - С. 6.
14. Фальшивый белок / TheDairyNews. - URL: http://www.dairynews. ru (дата доступа 26.06.2017).
15. Гусаров, И. О необходимости нормирования содержания мочевины в кормах для КРС / И. Гусаров, П. Фоменко, Е. Богатырёва // Комбикорма. - 2020. - № 10. - С. 56-58.
16. Голушко, В.М. Карбамид в кормлении жвачных животных / В.М. Голушко, А.В. Голушко // Наше сельское хозяйство. - 2020. - № 4 (228). - С. 47-53.
17. Влияние качества кормов на показатели молочной продуктивности коров / П.А. Фоменко, Е.В. Богатырева, И.С. Сереброва, Л.А. Корельская, С.Ф. Сафаралиева // Молочнохозяйственный вестник.
- 2016. - № 4 (24). - С. 65-71.
18. Богомолов, В.В. Фальсификация кормов: проблемы и решения / В.В. Богомолов, Е.Я. Головня // Контроль качества продукции. - 2017.
- № 3. - С. 9-12.
19. Качество продукции, технологий и образования: матер. XIII Междунар. науч.-практ. конф., 2018.
20. Богатырева, Е.В. Методология в зооанализе кормов / Е.В. Богатырева, П.А. Фоменко // Аграрная наука на современном этапе: состояние, проблемы, перспективы: матер. III науч.-практ. конф. с международным участием, 2020. - С. 103-109.
References:
1. State Standard. 12.1.007-76. Introduced 01.01.77. Harmful substances. Classification and general safety requirements. Moscow, Publishing house of standards, 1976. pp. 81-85. (in Russian)
2. Golovnya E.Ya. Method of detecting fish meal falsification. Kom-bikorma [Compound feeds], 2014, no. 3, pp. 70-72. (in Russian)
3. Larina O.V., Shomina E.I., Yakusheva T.N. Uchebno-metodicheskoye posobiye po distsipline "Identifikatsiya i fal'sifikatsiya kormov i produktsii zhivotnovodstva" [Teaching aid on the discipline "Identification and falsification of feed and animal products"]. Voronezh, 2015.
4. Fomenko P.A., Serova S.V. Analysis of the influence of rations on the biochemical parameters of blood. Molochnokhozyaystvennyy vestnik [Dairy Bulletin], 2013, no. 4 (12), pp. 45-50. (in Russian)
5. Chikov A.E., Kononenko S.I. Puti resheniya problemy proteinovogo pitaniya zhivotnykh [Ways of solving the problem of protein nutrition of animals]. Krasnodar, 2009. 211 p.
6. Makayeva A.R., Stepanov V.I. Assessment of crude protein content in the feed of the Republic of Tatarstan in 2017. Aktual'nyye problemy vet-erinarnoy meditsiny. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii posvyashchennoy 90-letiyu so dnya rozhdeniya professora
V.A. Kirshina [Actual problems of veterinary medicine. Proc. of the international scientific-practical conference dedicated to the 90th anniversary of the birth of professor V.A. Kirshin]. 2018, pp. 151-153. (in Russian)
7. Polyanskaya I.S., Kurenkova L.A., Bogatyreva E.V., Fomenko P.A., Zabegalova G.N. Vologda functional fodder for farm animals. Molochnok-hozyaystvennyy vestnik [Dairy Bulletin], 2018, no. 2 (30), pp. 111-121. (in Russian)
8. Gusarov I.V., Fomenko P.A., Bogatyreva E.V. Quality control of bulky forage harvested with the use of bio-preservatives during storage. Fun-damental'nyye i prikladnyye aspekty kormleniya sel'skokhozyaystvennykh zhivotnykh. Materialy mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferen-tsii, posvyashchayetsya 100-letiyu so dnya rozhdeniya A. P. Kalashnikova [Fundamental and applied aspects of feeding farm animals. Proc. of the international scientific practical conference, dedicated to the 100th anniversary of the birth of A.P. Kalashnikov]. 2018, pp. 72-75. (in Russian)
9. Aspandiyarova M. Methods for detecting feed raw materials falsification. Zhivotnovodstvo Rossii [Animal husbandry of Russia], 2021, no. 3, p. 31. (in Russian)
10. Tyapugin S.E., Goryunova T. Zh., Fomenko P.A. Biochemical composition of the blood of dairy cows depending on their productivity. Sbornik nauchnykh trudov Severo-Kavkazskogo nauchno-issledovatel'skogo insti-tuta zhivotnovodstva [Collection of scientific papers of the North Caucasian Research Institute of Livestock], 2014, V. 3, no. 2, pp. 62-65. (in Russian)
11. Terpilovskiy K.F., Ioffe V.B. Besedy o kormakh [Conversations about feed]. Minsk, Uradzhay Publ., 1987. 158 p.
12. Busygin P.O., Dudkina N.N., Suzdaltseva M.A., Shkuratova I.A., Lysov A.V. Comparative evaluation of methods for the detection of protein and non-protein nitrogen in feed of plant and animal origin. Voprosy nor-mativno-pravovogo regulirovaniya v veterinarii [Questions of legal regulation in veterinary medicine], 2020, no. 1, pp. 249-251. (in Russian)
13. Gusarov I.V., Fomenko P.A., Bogatyreva E.V. Study of the theory and practice of cattle feeding in the European north of Russia. Scientific school of A.S. Emel'yanov. AgroZooTekhnika [Technology of crop and animal husbandry], 2018, V. 1, no. 2, p. 6. (in Russian)
14. Fal'shivyy belok (Fake protein) Available at: http://www.dairy-news.ru (accessed 26 June 2017).
15. Gusarov I., Fomenko P., Bogatyreva E. On the need to standardize the urea content in the feed for cattle. Kombikorma [Compound feed], 2020, no. 10, pp. 56-58. (in Russian)
16. Golushko V.M., Golushko A.V. Urea in feeding ruminants. Nashe sel'skoye khozyaystvo [Our agriculture], 2020, no. 4 (228), pp. 47-53. (in
Russian)
17. Fomenko P.A., Bogatyreva E.V., Serebrova I.S., Korelskaya L.A., Safaralieva S.F. The influence of the feed quality on the milk productivity indicators of cows. Molochnokhozyaystvennyy vestnik [Dairy Bulletin], 2016, no. 4 (24), pp. 65-71. (in Russian)
18. Bogomolov V.V., Golovnya E.Ya. Falsification of feed: problems and solutions. Kontrol' kachestva produktsii [Product quality control], 2017, no. 3, pp. 9-12. (in Russian)
19. Quality of products, technologies and education. Materialy XIII Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferentsii [Proc. of the XIII International Scientific and Practical Conference], 2018.
20. Bogatyreva E.V., Fomenko P.A. Methodology in zooanalysis of feed. Agrarnaya nauka na sovremennom etape: sostoyaniye, problemy, perspek-tivy. Materialy III nauchno-prakticheskoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiyem [Agricultural science at the present stage: state, problems, prospects. Proc. of the III scientific-practical conference with international participation], 2020, pp. 103-109. (in Russian)
Reasons for raw protein falsification in feeds and methods of its detection
Fomenko Polina Anatol'yevna, Senior Researcher, Feed and Feeding Department
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Institution of Science «Vologda Scientific Center of the Russian Academy of Sciences» (VolRC RAS)
Bogatyreva Elena Valer'yevna, Senior Researcher, Feed and Feeding Department
e-mail: [email protected]
Federal State Budgetary Institution of Science «Vologda Scientific Center of the Russian Academy of Sciences» (VolRC RAS)
Keywords: crude protein, urea, counterfeiting.
Abstract. This article emphasizes the relevance of the problem of concentrated feeds falsification, which is associated with the absence of strict requirements for raw materials (components), as well as for the finished product. Feeds counterfeiting has a negative impact on farm animals, the duration of their productive use, the quantity and quality of livestock products obtained. This article describes the studies aimed at detecting and confirming crude protein falsification in concentrated feed. Since the issue of feed falsification by introducing low-quality components with a loss of nutritional properties of feed is acute, our studies have shown an urgent need to control the toxic safety of feed on counterfeiting them with nitrogen-containing substances of non-protein origin. The feeds of the Vologda Region are the basis for the study. The feed quality was considered according to the actual data for the period 2018-2020.
