Prof. dr hab. Stanisław Wężyk
Zróżnicowany udział składników odżywczych i energetycznych ziaren kukurydzy ma ogromny wpływ na wydajność brojlerów. Twardość ziarna kukurydzy i temperatura jego suszenia, struktura skrobi, szklistość i rozpuszczalność białka, są ze sobą związane i wpływają na zmienność tych cech, a także na wielkość i rozkład cząstek po ześrutowaniu. Czynniki te oddziałują także na strawność, rozwój przewodu pokarmowego, tempo przyrostu masy ciała, wykorzystanie paszy i jednorodność stada. Po wysuszeniu ziarna w określonych warunkach egzogenna amylaza poprawia strawność skrobi kukurydzanej, zwiększając produkcyjność brojlerów. Kukurydza jest najczęstszym (75%) składnikiem pasz na świecie, dostarczając 55% całkowitej paszowej energii (Krzywiecki, 2004).
W Polsce kukurydza na ziarno uprawiana jest na ok. 610 tys. ha (wg GUS za lata 2012-2017). Średnie plony w tym okresie wyniosły około 7 t/ha, dając (z wyłączeniem 2015r.) 4174 tysięcy ton, podobnie jak w 2019 r.
W warunkach klimatycznych Polski, ziarno kukurydzy zawiera w czasie zbioru, ok. 30% wody i wymaga natychmiastowego dosuszania, do ok. 14% wilgotności, gdyż takie ziarno można dłużej przechowywać, a niedosuszone –
natychmiast po zbiorze ulega zepsuciu przez drobnoustroje – bakterie i grzyby.
Suszenie ziarna kukurydzy jest bardzo drogie, pochłaniając >30% całkowitych kosztów produkcji, które co roku są wyższe. Koszt wysuszenia 1 t kukurydzy o wilgotności 20% wynosi ok. 50 zł, przy wilgotności 30% – 105 zł, a dla ziarna o wilgotności 35% – 120 zł. Przy plonie 14 t ziarna kukurydzy/ha o wilgotności 30%, koszt suszenia wynosi ok. 1500 zł i jest uzależniony od ceny nośników energii tj. oleju opałowego lub gazu. Inne nośniki energii np. miał węglowy, słoma – wymagają stosowania specjalnych kotłów do spalania.
Na obniżenie kosztów suszenia, znacząco wpływa jego dwuetapowy proces. W pierwszym etapie ziarno jest suszone w wysokiej temperaturze, do obniżenia wilgotności do 17%. Dalsze obniżenie wilgotności polega na składowaniu gorącego ziarna w innym zbiorniku, przewietrzając go i schładzając zimnym powietrzem przez 5 – 10 godzin, usuwając wilgoć z rozgrzanego – do 14%. Mimo że dwuetapowe suszenie, wiąże się z dodatkowymi kosztami na zakup zestawu do niskotemperaturowego suszenia i chłodzenia ziarna, to jednak jest to inwestycja opłacalna, gdyż pozwala na obniżenie energii aż o 40%, w porównaniu z suszeniem w wysokiej temperaturze.
Dwuetapowe suszenia ziarna kukurydzy w porównaniu z wysoko temperaturowym suszeniem, obniża ilość pękniętych ziarniaków, zmniejsza łamliwość ich okrywy, a ziarno zachowuje naturalny kolor i połysk.
Duża zmienność wartości energii kukurydzy wpływa na zróżnicowanie wydajności brojlerów. Wartość metabolicznej energii może osiągać 400 kcal/kg, na skutek uwarunkowań genetycznych, agronomicznych oraz postępowania z kukurydzą przed i po zbiorach. Pod względem struktury skrobi i prolaminy, mieszańce kukurydzy różnią się twardością bielma, nadającą różny stopień szklistości (Covieson, 2005). Wg Kaczmarka i in. (2014), którzy określili i zmierzyli cechy jakości ziarna kukurydzy, pomijane przy śrutowaniu stwierdzili, że były skorelowane z wykorzystaniem energii. Biorąc pod uwagę, że ziarna mieszańców kukurydzy o zbliżonym składzie, mogą mieć różną szklistość, należy ocenić jej wpływ na ogólną zawartość składników odżywczych, szybkimi metodami – takimi jak NIRS (funkcjonalna spektroskopia bliskiej podczerwieni). Takie cechy, jak właściwości mechaniczne ziarna podczas śrutowania, zdrowie jelit, strawność składników odżywczych, wykorzystanie energii i produkcyjność brojlerów, decydują o rentowności fermy.
Temperatura suszenia ziaren kukurydzy wpływa na ich wartość odżywczą, ale nie wiadomo, czy wpływa też na twardość bielma. Wg Wang i in., (2015), wyższe temperatury suszenia, zmieniają strukturę skrobi i zwiększają jej żelatynizację i retrogradację, polegającą na przemianie formy spiralnej – w liniową i porządkowaniu wyprostowanych łańcuchów amylozy – w zwarte micele, których strukturę stabilizują wiązania wodorowe, tworzące się między grupami hydroksylowymi cząsteczek skrobi, położonych blisko siebie. Zmiany te, wpływają na jądro śrutowanego ziarna kukurydzy oraz na wielkość cząstek i ich rozkład.
Biochemiczna i fizyczna zmienność ziaren kukurydzy, wpływa na strawność, rozwój przewodu pokarmowego i wydajność brojlerów. Wg Kaczmarka i in. (2014), dodatki poprawiają wartość odżywczą ziarna kukurydzy, ze względu na różne kształtowanie się takich cech jak jego twardość, przemiana składników odżywczych podczas procesu suszenia, wielkość śrutowanych i poddanych obróbce hydrotermalnej cząstek – podczas granulowanie (Gehring i in., 2012).
Celem badań Oviedo-Rondón i in. (2019) było:
1. ocena wpływu temperatur suszenia ziarna dwu mieszańców kukurydzy, różniących się twardością bielma;
2. określenie poziomu składników odżywczych wykrytych metodą NIRS;
3. zmierzenie wielkość cząstek ziarna kukurydzy, po ześrutowaniu rozdrabniaczem bijakowym lub walcowym oraz wpływ ich rozmiarów na wydajność brojlerów;
4. ocena wpływu egzogennej amylazy, dodanej do pasz, zawierających ziarno kukurydzy o tych różnych cechach.
Znaczenie twardości ziarna kukurydzy
Dwa mieszańce kukurydzy (Dekalb 68-05 i Dekalb 65-20), o różnej twardością ziarna (średnią i twarde), uprawiano w identycznych warunkach agronomicznych. Z zebranej kukurydzy o podobnej wilgotności, pobrano 5 próbek pełnego i ześrutowanego ziarna, które zbadano odczytem FIR (DS2500) NIR. Niestandaryzowane spektrum każdej próbki, wysłano do trzech firm handlowych (A, B i C) – do skalibrowania.
Ziarno kukurydzy śrutowano w śrutownikach bijakowych i walcowych, oceniając 3 krotnym przesiewaniem – wielkość cząstek. Podczas frezowania, badano 4 kombinacje otwieranych otworów walcowych: 0-0; 2,5-2,0; 3,0-3,0 i 3,5-3,5 mm. Natomiast ustawienie bijaka młynka, wynosiło 900, 2400 i 3600 obr./min., przy stałym otworze (ekranie) 1,2-1,2 mm. Składniki odżywcze, zmierzono metodą NIRS i oceniono wielkość cząstek, a 6 zabiegów stanowiło układ czynnikowy 2×3 dotyczący 2 twardości ziaren kukurydzy i 3 temperatur suszenia. Uzyskane dane poddano analizie statystycznej.
Wpływ twardości ziarna kukurydzy, temperatury jego suszenia i dodatku amylazy do paszy na produkcyjność brojlerów
Na kogutach-broilerach Ross 708, o masie do 3,3 kg, badano wpływ twardości ziarna kukurydzy i temperatur jego suszenia, bez lub z dodatkiem amylazy (0 lub 133 g/tonę), na produkcyjność żywych ptaków.
W sumie 1920 kogutków przydzielono losowo do 96 kojców podłogowych (20 kogutków/kojec), karmiąc je paszą sojowo-kukurydzaną z DDGS i tłuszczem drobiowym. Wszystkie mieszanki zawierały fitazę i kokcydiostatyki jonoforowe, ale bez antybiotykowych stymulatorów wzrostu. Mieszanki starter były w postaci kruszonki, a grower i finisher – granulatu. Doświadczenie, w którym badano 12 mieszanek paszowych, miało układ, uwzględniający twardości ziarna kukurydzy, temperatury suszenia i dodatki amylazy. Rozkład kojców w brojlerni przyjęto za losowy.
Nie wszystkie wyniki otrzymane metodą NIRS, dotyczyły pełnego ziarna, gdyż próbki niewysuszonego twardego ziarna, miały zawsze większą wilgotność, szklistość, wyższy udział skrobi i tłuszczu w porównaniu ze średnio-twardymi ziarnami kukurydzy, przy braku różnic w udziale białka. Jednak oba mieszańce kukurydzy, miały najniższy poziom białka przy suszeniu w temperaturze 80oC, a wyższy poziom tłuszczu, po suszeniu w 35oC i po ześrutowaniu. W średnio-twardym ziarnie kukurydzy, wysuszonym w temperaturze 35oC, był wyższy poziom lizyny, metioniny+cysteiny i treoniny. Zawartość kwasu tłuszczowego była większa w twardych ziarnach kukurydzy, w porównaniu ze średnio-twardymi ziarnami, suszonymi w temperaturze 80oC i 120oC. Twarde ziarna kukurydzy miały mniej skrobi niż ziarna średnio-twarde. Technologią NIRS wykryto różnice w zawartości składników odżywczych, wpływające na jakość składu paszy.
Analizując wielkości cząstek ześrutowanych walcowym śrutownikiem, przy otworach 0,0 i 33-35 mm stwierdzono, że twarde ziarno kukurydzy miało większe cząsteczki (Dwg, µm) po wysuszeniu w temperaturze 35oC i 120oC i ześrutowaniu, niż ziarna średniej-twardości. Ponadto, zmniejszono wskaźnik trwałości (Sgw) w ziarnie twardym, suszonym w 80oC i 120oC oraz ześrutowanym przy wielkości otworów 0-0 mm (2,39 lub 2,53%), 3,0-3,0 mm (2,41 lub 2,65%) i 3,5-3,5 mm (2,34 lub 22,69%), odpowiednio. Natomiast nie zaobserwowano żadnych w Sgw, gdy kukurydzę suszoną w 120oC, ześrutowano w młynku bijakowym. Wyższe Sgw stwierdzono w średnio-twardym ziarnie kukurydzy, wysuszonym w 35oC i 60oC, w porównaniu z ziarnem twardym, ześrutowanym przy 2400 i 3600 obr./min. Dwg był wyższy w paszy zawierającej twarde ziarno kukurydzy, suszone w temperaturze 120oC, w porównaniu do ziarna o średniej twardości i większym Sgw, niezależnie od metody rozdrabniania. Temperatury różnie wpływały na właściwości mechaniczne suszonego ziarna kukurydzy, w zależności od jego twardości (Abai i Minaei, 2014).
W doświadczeniu na 14-dniowych brojlerach stwierdzono interakcję między temperaturą suszenia a dodatkiem enzymu, na masę ciała i jej przyrost. Pisklęta karmione paszą bez dodatku ziarna kukurydzy, suszonego w 35oC, były lżejsze (507 g) w 28 dniu, od kurcząt żywionych paszą z amylazą i ziarnem kukurydzy suszonym w 35oC lub 120oC (517 g). W 28 dniu życia brojlerów wykazano dodatni wpływ interakcji na masę ciała kurcząt. U kurcząt żywionych ziarnem kukurydzy średniej-twardości i suszonym w temperaturze 35oC, dodatek amylazy spowodował większy przyrost masy ciała (1770 lub 1699 g), niż u brojlerów żywionych paszą bez takiego dodatku. Po 40 dniach odchowu stwierdzono, że interakcja między temperaturą suszenia ziarna a dodatkiem amylazy, wpływa na przyrost masy ciała, wykorzystanie paszy i wyrównanie stada.
Uzupełnienie paszy utlenioną amylazą, tylko w przypadku mieszanek paszowych, zawierających ziarno kukurydzy suszone w 35oC, spowodowało osiągnięcie przez brojlery wyższej masy ciała, lepsze wykorzystania paszy i większą jednorodność stada. Stwierdzono też, wpływ interakcji na wykorzystanie paszy uwzględniając twardość ziarna i temperaturę jego suszenia i dodatek amylazy. Dodanie egzogennej amylazy do paszy zawierającej średnio-twarde bielmo kukurydzy, poprawiło wykorzystanie paszy o 2 punkty, natomiast amylaza nie wpływała na wykorzystanie paszy przez ptaki, żywione paszą opartą o ziarno kukurydzy z twardym bielmem.
Wyniki te sugerują zmienną skuteczności amylazy, w zależności od twardości ziarna kukurydzy, czego nie obserwowano, stosując inne enzymy (Kaczmarek i in., 2014). Wskaźnik wykorzystania paszy przez brojlery (Ryc. 2) karmione paszami opartymi na ziarnie kukurydzy o średniej-twardości bielma, został poprawiony przez suszenie ziaren kukurydzy w 120oC, podczas gdy był odwrotny efekt dla ziarna kukurydzy o twardym bielmie.
Wnioski
Mieszańce kukurydzy pod względem zawartości składników odżywczych, szklistości i potencjalnych wartości energetycznej, są cennym składnikiem paszowym. Przy pomocy NIRS można wykryć różnice między ziarnem mieszańców kukurydzy, niezależnie od ich wielkości, suszenia w różnych temperaturach. Twardość ziarna kukurydzy i temperatura jego suszenia, wpływały na wielkość ześrutowanych cząstek. Na twardość bielma ziarna kukurydzy mają wpływ różne czynniki i dlatego należy odpowiednio z nim postępować, by poprawić wydajność brojlerów.
