Fermentowane nasiona rzepaku i bobowatych grubonasiennych

Poszukiwania polskich źródeł pełnowartościowego białka roślinnego jako zamiennika poekstrakcyjnej śruty z soi zmodyfikowanej genetycznie nadal trwają. Jednym z rozwiązań mogą być fermentowane nasiona rzepaku lub roślin bobowatych grubonasiennych (strączkowych).

Zarówno w nasionach rzepaku, jak i roślin bobowatych grubonasiennych (bobiku, łubinów, grochu, peluszki) jest duża koncentracja białka, jednak zawierają one również wiele substancji aktywnych biologicznie, które zalicza się do czynników antyżywieniowych. Strawność składników pokarmowych nasion obniżają u zwierząt monogastrycznych, mniej u przeżuwaczy: glukozynolany, fityna, włókno surowe, izotiocjaniany (związki toksyczne, niektóre z nich mają działanie antykancerogenne), oligosacharydy (kilkucukry), lektyny (roślinne substancje obronne), inhibitory proteaz, taniny itp. Wiadomo, że np. włókno pokarmowe (w żywieniu ludzi zwane błonnikiem) jest niezbędne w żywieniu inwentarza żywego z punktu widzenia „mechaniki” trawienia, a nie fizjologii trawienia enzymami własnymi zwierząt. Jednak włókno to jest niezbędne niektórym bakteriom mlekowym, np. bakteriom bytującym w jelicie grubym, m.in. z rodzaju Bifidobacterium.

Zawartość składników antyżywieniowych w nasionach można zmniejszać na drodze hodowlanej (np. rzepak 00 i 000), poprzez zabiegi mechaniczne (obłuszczanie, separację), przez zabiegi chemiczne (dodatek enzymów, np. fitazy, ksylanazy, pentanazy i in.), wykorzystując zabiegi fizyczne (ekspandowanie, ekstruzję, toastowanie, ogrzewanie itp.) lub biologiczne (fermentację). Ostatni proces wzbogaca pasze w krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, witaminy i enzymy,co stymuluje środowisko przewodu pokarmowego świń do rozwoju korzystnej mikroflory jelitowej (m.in. pałeczek kwasu mlekowego Lactobacillus bądź Bifidobacterium), poprawia bezpieczeństwo pasz eliminując mikroflorę patogenną, rozkłada substancje antyodżywcze (także mikotoksyny), przyczynia się do syntezy różnych związków bioaktywnych np. przeciwutleniaczy.

W czasopiśmiennictwie specjalistycznym można znaleźć doniesienia z prac naukowych różnych zespołów badawczych nad wykorzystaniem rozmaitych mikroorganizmów do fermentacji nasion rzepaku, śruty poekstrakcyjnej rzepakowej, makuchu rzepakowego, nasion bobiku i łubinów oraz zastosowania ich w żywieniu zwierząt laboratoryjnych i gospodarskich.

Candida utilis

Drożdże te stosowano do fermentowania nasion łubinu żółtego i wąskolistnego, które skarmiano wraz z poekstrakcyjną śrutą sojową w żywieniu szczurów laboratoryjnych, dodając także surowe nasiona tych samych łubinów. Wyniki pokazały, że nasiona fermentowanego łubinu żółtego poprawiły pobranie paszy i strawność białka, przyrosty masy ciała i wykorzystanie białka w porównaniu z nasionami łubinu wąskolistnego, ale nasiona tego drugiego łubinu poprawiły proces fermentacji żołądkowo-jelitowej. Fermentacja nasion łubinu zwiększyła zawartość białka surowego i zmniejszyła zawartość fitynianów i oligosacharydów. W nasionach fermentowanych odnotowano większą liczbę bakterii kwasu mlekowego i drożdży, zmniejszoną liczebność bakterii z grupy coli. Stwierdzono, że Candida utilis pozytywnie wpłynęły także na aktywność niektórych enzymów bakteryjnych i zmniejszyły stężenie cholesterolu w surowicy krwi szczurów.

Saccharomyces cerevisiae

Drożdże piekarnicze (piwne) były stosowane w celu modyfikacji składu chemicznego produktów pofermentacyjnych. Jak wynika z badań, optymalny czas trwania fermentacji nie powinien przekraczać 24 godzin. Jego wydłużenie do 48 godzin negatywnie wpłynęło na zawartość kwasów organicznych i alkaloidów. Zmiana pH wpłynęła z kolei na skład produktów pofermentacyjnych uzyskanych w wyniku zastosowania drożdży Saccharomyces cerevisiae, za wyjątkiem zawartości kwasów organicznych.

Różne drożdże

Przy fermentacji nasion łubinu także wykorzystano różne gatunki drożdży. Okazało się, że po fermentacji zwiększyła się masa frakcji białek, ich strawność in vitro i aktywność biologiczna, natomiast zmniejszyła się ilość oligosacharydów i fitynianów, ale nie alkaloidów. Wartość pH nasion zmniejszyła się na skutek wzrostu ilości kwasu mlekowego i propionowego.

Badano m.in. przydatność drożdży Candida utilis, Saccharomyces cerevisiae i Kluyveromyces lactis do fermentacji nasion łubinu o wysokiej zawartości alkaloidów.Nasiona najpierw sterylizowano, a potem zaszczepiano mieszaniną drożdży i fermentowano przez 48 lub 72 godziny w temperaturze 30 st. C. Fermentacja zwiększyła zawartość białka surowego, zwłaszcza po fermentacji nasion drożdżami K. lactis i S. cerevisiae orazwpłynęła na profil aminokwasowy białka. Zawartość białka ogólnego wzrosła także po 72 godzinach fermentacji, ale niższa była zawartość niektórych niezbędnych aminokwasów w porównaniu z 48 godzinami fermentacji. Fermentacja obniżyła zawartość fitynianów, rafinozy (oligosacharydu) i alkaloidów. Autorzy badań stwierdzili, że wyżej wymienione trzy gatunki drożdży nie nadają się jednak do fermentacji nasion łubinu o wysokiej zawartości alkaloidów. Najbardziej efektywne były według nich drożdże Candida utilis, poprawiające właściwości chemiczne i mikrobiologiczne produktów fermentowanych.

Mieszanina bakterii mlekowych i drożdży

Zastosowanie preparatu zawierającego bakterie kwasu mlekowego i drożdże do 24-godzinnej fermentacji nasion łubinu wąskolistnego odmiany Neptun w temperaturze 25 st. C zwiększyło zawartość białka ogólnego i tłuszczu surowego, a zmniejszyło włókna surowego, związków bezazotowych wyciągowych i fosforu fitynowego. Z badań wynika, że fermentacja mlekowa nasion roślin bobowatych grubonasiennych zmniejszyła zawartość oligosacharydów (np. rafinozy), fitynianów i alkaloidów oraz zwiększyła strawność paszy.

Bakterie Bacillus

Do fermentacji nasion roślin bobowatych grubonasiennych można też wykorzystać bakterie z rodzaju Bacillus (np. Bacillus subtilis lub Bacillus licheniformis), które są dopuszczone w Unii Europejskiej do stosowania w paszach dla trzody chlewnej. Ich zastosowanie może zwiększyć strawność składników pokarmowych nawet o 30 proc., co poprawi wykorzystanie energii z paszy i jej konwersję (zużycie paszy na 1 kg przyrostu masy ciała).

Pleśnie

Czarna pleśń – Aspergillus niger została wykorzystana w celu poprawienia jakości odżywczej poekstrakcyjnej śruty rzepakowej. Po fermentacji śruta rzepakowa zawierała więcej białka ogólnego i niezbędnych aminokwasów (oprócz histydyny) niż niefermentowana, a mniej włókna neutralno-detergentowego, glukozynolanów, izotiocyjanianów i fityny. W badaniach stwierdzono, że A. niger, wydzielając rozmaite enzymy zewnątrzkomórkowe, rozkłada różne antyżywieniowe substancje biologicznie czynne. Czarna pleśń została także skutecznie wykorzystana do poprawy jakości odżywczej fermentowanego makuchu rzepakowego.

Bydło

Na Słowacji przeprowadzono badania nad zastosowaniem fermentowanej śruty poekstrakcyjnej rzepakowej o wysokim i niskim poziomie glukozynolanów, badając strawność składników pokarmowych w żywieniu pięciu przetokowanych wolców. Dawka kontrolna zawierała siano ze stokłosy bezostnej, ziarno kukurydzy i śrutę poekstrakcyjną sojową. W doświadczeniu zastępowano ją w 50 lub w 100 proc. kiszoną śrutą poekstrakcyjną rzepakową. Wykazano, że strawność suchej masy w całym przewodzie pokarmowym była wyższa dla kiszonki z fermentowanej śruty poekstrakcyjnej rzepakowej niż dla dawki kontrolnej, ale w dawce z udziałem 50 proc. śruty i 50 proc. paszy kontrolnej wolce lepiej trawiły włókno neutralno-detergentowe (NDF) w porównaniu z samą kiszoną śrutą rzepakową. Zawartość glukozynolanów nie miała wpływu na szybkość pasażu przez przewód pokarmowy stałych cząsteczek paszy, ale odnotowano wyższą strawność suchej masy i włókna NDF w dawkach zawierających fermentowaną śrutę rzepakową z nasion o wyższej zawartości glukozynolanów. W trakcie 77-dniowego opasu odnotowano większe o 100 g średnie dzienne przyrosty masy ciała u wolców żywionych dawką z 50-procentowym udziałem kiszonej śruty rzepakowej o podwyższonej zawartości glukozynolanów.

Cały tekst można przeczytać w wydaniu 05/2019 miesięcznika „Przedsiębiorca Rolny”

dr hab. Piotr Dorszewski

KPODR w Minikowie

Fot. Tytus Żmijewski