Активность уреазы сои и ингибиторы трипсина: контроль качества

Зачем контролировать обработку сои

Соевое зерно содержит целый комплекс антипитательных веществ. Главные из них для практики кормления — ингибиторы трипсина (Кунитца и Баумана — Бирк), которые связывают пищеварительный фермент трипсин и снижают переваримость белка. Кроме того, в сое есть лектины, антигенные белки, уреаза, сапонины и олигосахариды. У птицы и поросят недостаточно обработанная соя приводит к гипертрофии поджелудочной железы, снижению привесов, ухудшению конверсии корма и диарее.

Большинство этих веществ — белки, которые разрушаются при нагреве. Поэтому любую сою для моногастричных животных обрабатывают теплом: экструдируют, тостируют паром, микронизируют или обжаривают. Задача — найти золотую середину. При недогреве антипитательные вещества остаются активными. При перегреве протеин денатурирует слишком глубоко, а лизин вступает в реакцию Майяра с сахарами и становится недоступным для животного.

Обе ошибки стоят дорого: соевые корма — один из самых дорогих компонентов рациона, и потери даже нескольких процентов усвояемости протеина заметно сказываются на себестоимости привеса. При этом визуально недогретая и перегретая соя часто почти не отличаются от нормальной, поэтому без лабораторного контроля не обойтись.

Контроль качества нужен и тем, кто покупает соевые корма, и тем, кто производит их сам. Покупателю анализы помогают принимать партии и предъявлять обоснованные претензии поставщику. Производителю — настраивать оборудование, вовремя замечать износ узлов и выпускать продукт со стабильными свойствами, на который технолог может уверенно опираться при расчёте рецептур.

Что такое активность уреазы сои и как её определяют

Уреаза — фермент сои, который расщепляет мочевину до аммиака и углекислого газа. Сама по себе она для моногастричных животных не опасна, но разрушается при нагреве примерно в тех же условиях, что и ингибиторы трипсина. Определять уреазу намного проще и дешевле, чем ингибиторы трипсина, поэтому её используют как индикатор: если уреаза инактивирована, значит, и основная часть ингибиторов разрушена.

Классический метод по изменению pH

Стандартный метод для жмыхов и шротов основан на изменении pH. Навеску размолотого продукта выдерживают в буферном растворе мочевины при 30 °C в течение 30 минут. Если уреаза активна, она расщепляет мочевину, выделяется аммиак, и pH раствора растёт. Параллельно ставят контрольную пробу с буфером без мочевины. Разница pH между опытной и контрольной пробами и есть активность уреазы, выраженная в единицах pH (ΔpH). В России метод закреплён в стандарте на методы определения уреазы в жмыхах и шротах, за рубежом используются аналогичные методики.

Нижняя граница здесь важна не меньше верхней. Значение около нуля не гарантирует качество: перегретая соя тоже даст нулевую уреазу. Поэтому при результате ниже 0,05 единицы pH обязательно смотрят на растворимость протеина в щёлочи.

Ингибиторы трипсина: прямой показатель

Уреаза — показатель косвенный. Прямой — содержание ингибиторов трипсина, обычно выражаемое в миллиграммах ингибированного трипсина на грамм продукта. Анализ основан на измерении того, насколько экстракт сои подавляет активность трипсина в реакции с синтетическим субстратом. Для кормов существует международный стандарт ISO 14902, посвящённый определению активности ингибиторов трипсина в соевых продуктах.

Анализ на ингибиторы трипсина сложнее и дороже, его выполняют специализированные лаборатории. Поэтому на практике его делают периодически — при запуске новой линии, смене режимов или сырья, а также для калибровки внутреннего контроля по уреазе. Ежесменный контроль ведут по уреазе.

• В сырой сое содержание ингибиторов трипсина обычно составляет порядка 15–30 мг/г и выше, в зависимости от сорта.
• После качественной тепловой обработки показатель снижается в несколько раз — ориентир для комбикормов обычно не выше 3–4 мг/г.
• Для престартеров поросят и стартовых кормов бройлеров стремятся к минимальным значениям.
• Существуют сорта сои со сниженным содержанием ингибитора Кунитца, но и они требуют тепловой обработки для моногастричных животных.

Связь уреазы и ингибиторов трипсина хорошая, но не идеальная. Уреаза разрушается немного легче, поэтому при пограничных режимах обработки возможна ситуация, когда уреаза уже в норме, а часть ингибиторов ещё активна. Именно поэтому периодическая проверка прямым методом полезна даже при хорошей уреазе.

Растворимость протеина в КОН и индекс PDI: защита от перегрева

Чтобы отследить перегрев, используют показатели растворимости белка. При нагреве белок денатурирует и становится менее растворимым. Умеренная денатурация нормальна и даже полезна, но при глубокой — снижается переваримость и доступность аминокислот.

Растворимость протеина в КОН

Навеску продукта перемешивают в слабом растворе гидроксида калия (0,2 %) в течение 20 минут, затем определяют, какая доля протеина перешла в раствор. Значение выражают в процентах от общего протеина. Для правильно обработанных соевых кормов ориентир — примерно 73–85 %. Значения выше 85 % указывают на недогрев, ниже 70–73 % — на перегрев и снижение качества протеина.

Индекс диспергируемости протеина (PDI)

PDI показывает, какая доля протеина диспергируется в воде при интенсивном перемешивании. Этот показатель чувствителен как к недогреву, так и к перегреву, и хорошо дополняет уреазу и КОН. У сырой сои PDI высокий — порядка 80–90 %, у правильно обработанной обычно 15–30 %. Слишком низкие значения говорят о перегреве.

Ни один показатель по отдельности не даёт полной картины. Уреаза надёжно ловит недогрев, КОН и PDI — перегрев. Поэтому оптимальная схема контроля сочетает ежесменную уреазу с периодическими (например, еженедельными или на каждую партию сырья) анализами растворимости.

Экспресс-тест на уреазу прямо на производстве

Для оперативного контроля на линии используют качественный экспресс-тест с индикатором. Размолотую пробу смешивают с раствором мочевины, содержащим кислотно-основный индикатор (например, феноловый красный или крезоловый красный). Если уреаза активна, выделяющийся аммиак повышает pH, и частицы сои окрашиваются в красный или малиновый цвет. Чем больше окрашенных частиц и чем быстрее появляется окраска, тем выше остаточная активность.

1. Отобрать среднюю пробу продукта после охладителя, а не на выходе из экструдера.
2. Тонко размолоть пробу, чтобы получить однородную массу.
3. Нанести реактив с индикатором в чашку Петри или на тонкий слой продукта.
4. Засечь время и оценить количество окрашенных частиц через установленный интервал, обычно несколько минут.
5. Сравнить результат с эталонными образцами или фотошкалой, записать в журнал смены.
6. При подозрении на недогрев сразу скорректировать режим и отправить пробу на количественный анализ.

Экспресс-тест не заменяет лабораторный метод, но позволяет быстро заметить проблему — например, после смены партии сырья или замены шнека — и не выпустить в комбикорм несколько тонн недогретого продукта.

Как корректировать режимы, если активность уреазы сои вне нормы

Результаты анализов имеют смысл, только если по ним меняют работу линии. Основные рычаги при экструзии сои — температура и давление в камере, время пребывания продукта, влажность сырья и размер частиц после дробления. Подробно о режимах экструзии мы писали в статье экструзия сои: технология и режимы.

• Для экструдированной сои ориентир температуры на выходе — 130–150 °C, точное значение подбирают по анализам.
• Оптимальная влажность сои перед экструзией обычно 10–13 %.
• Помол перед экструдером должен быть однородным — его обеспечивает молотковая дробилка SFSP или вальцовая SSLG.
• Изношенные шнеки и матрицы — частая скрытая причина недогрева: давление в камере падает, температура не набирается. Запасные части держите в наличии — см. раздел запчасти.

Контроль качества соевого жмыха и шрота

Те же показатели применяют не только к экструдированной сое, но и к соевому жмыху и шроту. В схеме «экструдер + пресс» основная инактивация происходит на стадии экструзии, а в прессе продукт дополнительно прогревается. Поэтому уреазу в жмыхе стоит контролировать на выходе пресса после охлаждения. При покупке шрота уреаза и растворимость в КОН — обязательные пункты входного контроля.

• Протеин и жир — для расчёта рациона по фактическим значениям.
• Активность уреазы — для контроля недогрева.
• Растворимость протеина в КОН — для контроля перегрева.
• Влажность — для сохранности при хранении.
• Кислотное и перекисное число жира — для оценки свежести при хранении.

Разницу между жмыхом и шротом, их состав и применение мы разобрали в отдельной статье. А о том, как сама соя и её подготовка влияют на итоговый выход масла, — в материале потери масла при подготовке сырья.

Стабильное качество сои: помощь инженеров АСК

«АгроСояКомплект» не только поставляет экструдеры и маслопрессы, но и сам производит полножирную сою на своих филиалах — 24–45 тыс. тонн в год. Мы знаем на практике, как износ узлов, влажность сырья и подача влияют на активность уреазы и качество протеина.

Инженеры АСК помогут подобрать экструдер и готовую линию под ваш объём, выполнят пусконаладку и обучение персонала, в том числе отработку режимов по анализам. Для юрлиц и КФХ доступен лизинг. Оставьте заявку на странице контакты — подготовим расчёт и техническое предложение.