Ферментирование – это совместное действие микроорганизмов и ферментов на питательные вещества с целью повышения их питательной ценности.
Ферментирование не является ферментацией [1], так как проводится не с целью выращивания микроорганизмов или биосинтеза их метаболитов, а с целью преобразования с их помощью исходного вещества в вещество с более высокой питательностью.
Ферментирование не является ферментолизом, так как не является чисто химическим процессом гидролиза веществ ферментами, а является живым биотехнологическим процессом, в котором осуществляется совместное действие микроорганизмов и ферментов.
Ферментирование является комбинацией ферментации и ферментолиза.
Частный пример ферментирования – это силосование, но главной целью силосования является консервация силоса, а объектом – силос - зелёной раститетельной массы.
Примером ферментирования в пищевой отрасли может являться получение ферментированного чая, целью которого является улучшение вкусовых качеств.
Также можно считать сбраживание примером ферментирования, например получение йогрута, кефира и других кисломолочных продуктов, получение кваса, пива и других продуктов, получаемых сбраживанием.
Калорийность продуктов питания. Некалорийные продукты. Продукты с отрицательной питательностью
Все знакомы с продуктами питания, которые имеют низкую калорийность, многие слышали о продуктах, которые имеют отрицательную калорийность. Например, сельдерей, редис, огурцы, черника, цитрусовые, дыня, арбуз, яблоки, персики, вишня, сливы и т.д., также есть и высокобелковые продукты белка с отрицательной калорийностью. Как такое может быть? Это можно понять только через энергетический баланс. Дело в том, что потреблённая пища должна быть пройти гидролиз до простых соединений, чтобы усвоиться организмом, а на это тратится энергия. Откуда берётся энергия в организме? Из той же пищи. Получается, что мы едим, чтобы есть, т.к. организм тратит энергию из пищи на расщепление и переваривание следующей порции пищи, но не полностью что-то остаётся и эти остатки расходуются на рост и функционирование всего организма. Это можно представить в виде простого уравнения:
Эп – Эр = Эо,
где Эп – энергия, приходящая с пищей, Эр – энергия, затрачиваемая на переваривание пищи, расщепление до усваиваемых элементов, Эо – основная питательная энергия, которая останется в итоге у организма на его остальные основные цели: поддержание и функционирование организма.
Анализируя данное уравнение можно понять, что продукты бывают с разными Эп и Эр и следовательно обладают разной питательностью. Они могут быть как легкоусваиваемыми, т.е. с низкой Эр, так и трудноусваиваемыми - с высокой Эр, также как бывают продукты, содержащие много энергии Эп, а бывают низкокалорийные – с низкой Эп. Например, сельдерей является низкокалорийным и трудноусваиваемым или труднорасщепляемым и, вследствие этого, у него Эо получается отрицательной, т.к. на переваривание данного продукта тратится больше энергии, чем в нём содержится, и организм вынужден заимствовать энергию, потреблённую из других продуктов на переваривание сельдерея. Для людей, которые стараются снизить вес, это хорошо, а для набирающих вес - плохо.
В кормовых продуктах энергетическая ценность должна быть всегда положительной и как можно выше, т.к. цель – быстрый набор веса. Поэтому особенно важно снижать энергию, затрачиваемую на переваривание кормов. Для этого в частности используют ферменты, с помощью который проводят предварительный гидролиз сложноусваиваемых соединений до более простых – быстроусваиваемых. Однако использование прямого добавления ферментов в корма гораздо менее эффективно, чем использование ферментированных кормов. Добавив ферменты прямо в корма мы лишь только получаем смесь для ферментирования, но сам процесс гидролиза проходит в ЖКТ животного, и, следовательно, основную энергию на переваривание всё равно затрачивает животное. Ферментированные кормовые добавки уже не содержат сложных соединений, что делает переваривание их на порядок энергоэффективнее остальных.
Особенно актуально ферментирование в случае с соевыми источника белка, т.к. во-первых такие продукты содержат много белка (от 50%) и во-вторых 70% этого белка является крупными трудно усваиваемыми запасными белками: 7S-глобулины (β-конглицинины) и 11S-глобулины (глицинины) с массой 40-70 кДа.
В таком виде они усваиваются лишь на 10%, а остальные требуют расщепления до коротких пептидов размером 4 кДа и меньше [2]. При расщеплении до мелких пептидов белки теряют аллергенность, что особенно важно для молодняка, иммунная система которого чрезвычайно чувствительна к сложным соединениям и часто признаёт их чужеродными, приводя к аллергическим реакциям и как следствие к заболеваниям и даже к гибели животного. Поэтому важно, чтобы белок был полностью гидролизован до размеров 4 кДа и менее [3]. Кроме того, на расщепление белка в организме затрачивается больше энергии чем для расщепления жиров в 4-5 раз и в 5-8 раз больше чем для расщепления углеводов. Затраты энергии на переваривание белков составляют 30-40% от их энергетической ценности. Нативный сложный белок является продуктом с максимальной отрицательной калорийностью. С особенной настороженностью нужно относиться к концентратам и изолятам соевого белка, т.к. в них слишком много может оказаться нативного крупного белка, из которого 30-40% может быть потеряно на расщепление до усваиваемой формы.
Ферментирование нативного белка проводится обычно в режиме направленного ферментативного гидролиза до мелких пептидов, который проводится при условиях максимально приближенных к условиям, протекающим в ЖКТ. Помимо устранения аллергенности резко снижаются расходы энергии и времени на переваривание белкового корма. Снижение затрат времени играет важную роль в питании при наборе массы. Чтобы понять это разберём пример потребления простых и сложных углеводов человеком. Сравните эффект от сахара или газировки (простые углеводы) и свеклы (сложные углеводы). В первом случае уже через несколько секунд сахар оказывается в крови, а желудок пуст и снова хочется есть (поэтому люди, потребляющие простых углеводы, быстро набирают вес), а во-втором случае живот заполняется надолго, а энергии мало. Для ещё большего эффекта со сложными сахарами можно рассмотреть отруби, сено или дерево - это ещё более сложные углеводы, питательность которых для человека практически нулевая, т.к. в организме человека нет ферментов для расщепления сложных углеводов, а живот будет заполнен. Этот эффект используют для снижения веса, добавляя в питание отруби. В случае с животными цель всегда – частое и обильное потребление корма, легкое усваивание и быстрый набор веса.
Таким образом, применение ферментированных белковых продуктов гораздо эффективнее и безопаснее по сравнению с неферментированными, особенно в случае с соевыми источниками белка в рационах молодняка [4,5].
Литература
Основы промышленной биотехнологии. - М.: КолосС, 2004. - 296 с.: ил. - (Учебники и учеб.пособия для студентов высш. учеб. заведений). ISBN 5-9532-0231-8, ISBN 5-98109-008-1
Об изменения в стандартизации соевого шрота. М. Доморощенкова, канд. техн. наук, ГНУ ВНИИ жиров Россельхозакадемии. КОМБИКОРМА № 2 2012.
Аллергенность белков молока и пути её снижения. Т.Н. Головач, В.П. Курченко. Труды БГУ 2010, том 5, часть 1.
Feeding of Fermented Soyabean Meal on Broiler Performance. International Journal of Poultry Science 5 (9): 868-872, 2006.
Ileal digestibility of amino acids in conventional, fermented, and enzyme-treated soybean meal and in soy protein isolate, fish meal, and casein fed to weanling pigs. S. K. Cervantes-Pahm and H. H. Stein. Downloaded from jas.fass.org at Veterinary Med Lib E on September 1, 2011.