فرآوری دانه سویا

گاوهای شیری پرتولید به منظور تأمین مواد مغذی، نیازمند مقادیر زیادی کنسانتره غنی از انرژی و پروتئین هستند که معمولاً دانه­ های فرآوری شده و مکمل چربی به منظور افزایش تراکم انرژی جیره گاوهای شیری مورد استفاده قرار می­گیرند.از آنجائیکه تأمین نیاز گاو در اوایل و اواسط دوره شیردهی کار دشواری است. توصیه شده به منظور افزایش تراکم انرژی جیره، دانه­ های فرآوری شده در جیره ­ی گاوهای شیری مورد استفاده قرار بگیرد. که پاسخ­های متفاوت به آن را می­توان به سطح چربی جیره، اجزای خوراک جیره پایه، فرآوری آن و میزان آن در جیره نسبت داد. محصولات حاصل از سویا بیشترین استفاده را در صنعت گاو شیری بعنوان منبع پروتئین دارند. سویا بسیار خوش خوراک و منبع عالی اسیدهای آمینه است و بالاترین سطح اسیدهای آمینه ضروری (6/47 %) و شاخص اسید­های آمینه ضروری (71%) را در مقایسه با سایر منابع پروتئین دارد (1).

دانه سویای کامل شامل 40 درصد پروتئین خام و 20-17 درصد چربی است و انجمن تحقیقاتی ملی آمریکا چربی آن را 19 درصد و پروتئین خام را 39 درصد بیان نمودو از آن عنوان مکمل پروتئین و انرژی به دلیل محتوای چربی دانه، در جیره گاوهای شیری معرفی کرده است.دانه آن حاوی 160 تا 210 گرم در کیلوگرم روغن بوده و به عنوان منبع غنی از اسیدهای چرب امگا 3 و امگا  6 است.روغن سویا حاوی 2/0 % اسید میریستیک (C14:0)، 4/15 درصد اسید پالمیتیک (C16:0)، 2/3 درصد اسید استئاریک (C18:0)، 7/21 درصد اسید اولئیک (C18:1)، 7/50 درصد اسید لینولئیک (C18:2) و 8/8 درصد اسید لینولنیک (C18:3) می­باشد. دانه سویا از لحاظ مواد غذایی قابل هضم، کلسیم، آهن و ویتامین­ها غنی می­باشد و ارزش بالایی در تغذیه انسان و دام دارد. اما دانه سویا دارای مواد ضد تغذیه­ ای می­باشد که می­تواند بر عملکرد دام­ها تأثیر بگذارد. از جمله این مواد ضد مغذی می­توان به بازدارنده تریپسین، لکتین، ساپونین و اوره­آز اشاره کرد. علاوه بر مواد ضد مغذی میزان پروتئین عبوری دانه سویا پایین می­باشد و فقط 25 و 34 درصد از پروتئین دانه و کنجاله سویا پروتئین غیر قابل تجزیه است. ارزش دانه سویا بعنوان منبع اسید آمینه ضروری برای جذب در قسمت انتهای دستگاه گوارش با کاهش تجزیه در شکمبه بهبود می­یابد. به همین دلیل از فراوری دانه و کنجاله سویا جهت افزایش پروتئین عبوری استفاده می­شود. محصولات حاصل از سویا در بین منابع پروتئین عبوری تنها منبعی است که باعث افزایش تولید پروتئین میکروبی می­شود، و همچنین بیشترین افزایش در تولید شیر با استفاده از این منابع تأمین شده است (2).

پیرس و همکاران (3)سویا را به عنوان منبع انرژی و پروتئین در جیره گاوهای شیری معرفی کردند و فالدت و همکاران (4)، دانه سویا را به عنوان منبع انرژی در بهبود عملکرد گاوهای شیری و افزایش تولید شیر موثر دانستند و گزارش کردند که با فرآوری سویا پروتئین عبوری و بازده استفاده از پروتئین جیره افزایش یافت.فرآوری منابع پروتئین گیاهی در تغذیه نشخوارکنندگان به ویژه گاوهای شیری پرتولید، به منظور کاهش تجزیه­ پذیری پروتئین در شکمبه، افزایش مقدار و قابلیت هضم پروتئین عبوری وارد شده به روده باریک و از بین رفتن ممانعت کننده­های تغذیه­ای می­باشد. جهت رسیدن به پروتئین غیر قابل تجزیه در شکمبه، فرآوری­ های فیزیکی و شیمیایی مختلفی توصیه شده و هدف اصلی همه­ ی تکنیک­های فرآوری ایجاد یک محصول یکنواخت است که حاوی کمترین مقدار عوامل بازدارنده، افزایش کیفیت پروتئین و بیشترین مقدار روغن قابل استفاده باشد.

روش­های مختلف فرآوری سویا

فرآوری مواد خوراکی عبارتند از تغییرات فیزیکی یا شیمیایی خوراک که باعث افزایش خوش­ خوراکی، کاهش مواد ضد تغذیه­ ای، بهبود گوارش­ پذیری و نهایتاً بهبود کارایی دام می­گردد. فرآوری سویا برای کاهش مواد  بازدارنده، افزایش پروتئین عبوری از شکمبه و افزایش خوش­ خوراکی انجام می­شود. روش­های مختلفی برای کاهش گوارش­ پذیری  شکمبه­ ای پروتئین سویا انجام شده است که به 2 دسته روش­های فیزیکی و شیمیایی تقسیم می­شود. روش شیمیایی شامل استفاده از موادی است که با پروتئین ترکیب می­شود مانند فرمالدهید و یا باعث تغییر شکل پروتئین می­شود (مانند الکل، هیدروکسید سدیم، و اسید پروپیونیک). استفاده از روش­های شیمیایی به علت خطر برای سلامتی انسان و تأثیر متفی بر محیط زیست رواج کمتری دارد. بهترین روش فیزیکی حرارت است که واکنش میلارد یا قهوه­ ای شدن غیر آنزیمی بین گروه آلدهیدی قند و آمین اسیدهای آمینه آزاد پروتئین ایجاد می­کند که ترکیب قند و اسید آمینه تشکیل می­دهد. این ترکیب نسبت به پپتید طبیعی مقاومت بیشتری به هضم دارد. برنارد پیشنهاد کرد که اگر واکنش میلارد بین گروه آلدهیدی قند و اسید آمینه آزاد پروتئین کنترل شود، سرعت تجزیه­ پذیری در شکمبه کاهش می­یابد بدون اینکه اثر معکوسی بر گوارش­ پذیری در روده داشته باشد. برای کم کردن سرعت هیدرولیز پروتئین می­توان از طریق حرارت دادن، پروتئین را نامحلول و یا با تشکیل کمپلکس با سایر ترکیبات، دسترسی آنزیم­ها را به سوبسترا محدود نموده و پیوندهای مقاوم به هضم آنزیمی ایجاد کرد. ایجاد پیوند مقاوم سبب کاهش دسترسی به پروتئین می­شود. در عمل­ آوری حرارتی کنترل دما و مدت زمان حرارت­ دهی مهم است، زیرا حرارت اضافی سبب اتلاف اسید های­ آمینه دارای گروه آمینی آزاد به ویژه لیزین و اسیدهای آمینه گوگرددار مانند متیونین و عدم هضم پذیری پروتئین در روده می­شود (5).

در فرآوری حرارتی دو نوع واکنش شیمیایی اصلی شامل کاهش فیزیکو شیمیایی محلولیت و تشکیل پیوندهایی با سایر مواد صورت می­گیرد. درجه کاهش محلولیت به مقدار و مدت حرارت دادن بستگی دارد. در فرآوری حرارتی باید مرحله اول میلارد صورت گیرد که به میزان زیادی قابل برگشت است. در مرحله دوم با ایجاد اتصال دائم پروتئین به کربوهیدرات­ها، کمپلکس مقاومت بیشتری در مقابل تجزیه میکروبی در شکمبه داشته است. حرارت­دهی سویا با بهبود بالانس مواد مغذی برای گاوهای شیری (6)، تخریب فعالیت ممانعت کننده تریپسین وکاهش فعالیت آنزیم لیپاز باعث افزایش کیفیت سویا شد. لئونارد و بلاک (7) استفاده از سویای حرارت دیده را عامل کاهش دفع نیتروژن در مدفوع دانستند و استرن و همکاران (8) افزایش جذب نیتروژن در روده را با مصرف سویای حرارت دیده پیشنهاد کردند. صمدی و همکاران (9) گزارش کردند که حرارت دهی سویا باعث بهبود استفاده از پروتئین و دسترسی بیشتر مواد مغذی برای حیوان شد و گولما و همکاران (10) همین نتایج را اعلام و استفاده از سویای فرآوری شده را در بهبود دسترسی بیشتر مواد مغذی و در کاهش فعالیت فاکتورهای ضد تغذیه­ای موثر دانستند.

روش­های فیزیکی مختلفی برای دانه سویای پرچربی استفاده می­شود، اما مهمترین این روش­ها برشته کردن و اکسترود کردن است. این روش­ها باعث افزایش پروتئین عبوری تا 70 درصد می­شود (11).گروهی از محققین (12)عمل­آوری سویا را توسط اکسترود کردن و گروهی دیگر (13)، استفاده از سویای برشته شده را در جیره­ ی نشخوارکنندگان رایج­ تر دانستند.

برشته کردن

برشته کردن سویا به دلیل سرعت زیاد برون­ ده محصول (12-3 تن در ساعت) و قابل حمل و نقل بودن تجهیزات و عملی بودن در سطح مزرعه بین سایر روش­های فرآوری متداول­ تر می­باشد (14). محمد و همکاران (15) و برنارد و همکاران (16) بیان کردند که از میان روش­های فرآوری سویا، برشته کردن برای تغذیه نشخوارکنندگان رایج ­تر بوده است.تایس و همکاران  (17)افزایش بازده استفاده از سویای برشته شده را در جیره گاوهای شیری به دلیل افزایش میزان پروتئین عبوری از شکمبه معرفی و گزارش کردند که سویای برشته شده به دلیل محتوای چربی دانه، باعث افزایش چگالی انرژی جیره شد.روگسیلر و شالتز (18) و محمد و همکاران (15) سودمندی استفاده از سویای برشته شده را در جیره ­ی گاوهای شیری،  به دلیل عدم افت چربی شیر گزارش کردند. مطالعات نشان می دهد که مصرف سویای برشته شده با تخریب فاکتور­های ضد تغذیه­ ای، منجر به بهبود بالانس مواد مغذی برای گاوهای شیری شد (15) و تجزیه­ پذیری پروتئین در شکمبه را کاهش داد (19). تایس و همکاران (17)گزارش کردند که مصرف سویای برشته شده هضم پروتئین در شکمبه و دفع نیتروژن در مدفوع را کاهش داد. مک نیون و همکاران (20) بیان کردند که با فرآوری برشته کردن سویا، روغن آن در شکمبه آزاد نشد که نتیجه آن ورود اسیدهای چرب به محصولات دامی نظیر گوشت و شیر بود.

اکسترود کردن

در بین روش­های مختلف فرآوری، فرآوری اکسترود کردن مرطوب سویا به دلیل دمای بالا و زمان کم دارای اثرات مطلوب ­تری در نابودی عوامل ضد تغذیه ­ای است. بایلونی و همکاران (21).گزارش کردند که فرآوری اکسترود کردن، منجر به کاهش فعالیت ممانعت کننده تریپسین، کاهش فعالیت آنزیم اوره آز و نیز منجر به تخریب 90 درصد از فعالیت ممانعت کننده­ های موجود در دانه سویا شد (22).مایکل و شینگوته (23) و ون دیجک و همکاران  (24)از میان روش­های فرآوری سویا، اکسترود کردن را در جیره گاوهای شیری متداول­ تر دانستند. در فرآوری اکسترود کردن، پاره شدن و از هم گسیختن میسل چربی باعث خروج روغن از شکمبه شده که نتیجه آن افت چربی شیر است  (15).سویای اکسترود شده به عنوان یک منبع پروتئینی تأیید شده در جیره گاوهای شیری، می­تواند جایگزین بخشی از کنجاله سویا در جیره شود که نه تنها اثر منفی بر تولید شیر، تخمیر شکمبه و عملکرد حیوان ندارد بلکه در این روش محصول به دست آمده کیفیت یکنواخت­ تری نسبت به روش برشته کردن داشته اما میزان برون ده محصول کم  (10-1 تن در ساعت) و نیز به دلیل غیر قابل حمل و نقل بودن تجهیزات، در سطح مزرعه قابل اجرا نیست.

امروزه گرایش برای استفاده از سویای اکسترود شده به عنوان منبع پروتئین و انرژی در خوراک نشخوارکنند گان و جایگزینی برای کنجاله سویا روندی رو به رشد داشته و اکسترود کردن سویا به دلیل مقادیر بالاتر پروتئین عبوری و مهیا کردن مقادیر قابل توجهی انرژی به خاطر وجود مقادیر بالای روغن حاوی اسیدهای چرب غیراشباع دارای اهمیت زیادی است. زیرا سویای اکسترود شده حاوی بیش از 520 گرم اسید لینولئیک در هر کیلوگرم دانه می­باشد که می­تواند به عنوان یک منبع پروتئین و چربی و در قالب یک ماده خوراکی در جیره گاوهای شیری مورد استفاده قرار بگیرد (25). از طرفی اکسترود کردن می­تواند با هدف حذف هزینه روغن­ کشی و گنجاندن مکمل پروتئین و نیز حذف اضافه کردن چربی به جیره، جایگزین کنجاله سویا و روغن در جیره گاوهای شیری شود (25).تفاوت بین دو روش فرآوری اکسترود و برشته کردن در میزان حرارت و مدت زمان اعمال حرارت است. والتز و همکاران (26)

روش برشته کردن را در کاهش تجزیه­ پذیری پروتئین در شکمبه موثرتر از اکسترود شدن سویا دانستند و این محققان عامل موثر در نرخ تجزیه­ پذیری پروتئین در شکمبه را منبع حرارت دانستند، زیرا منبع حرارت در عمل­ آوری اکسترود کردن بر مبنای استفاده از بخار آب و در روش برشته کردن بر مبنای دمای زیاد برای مدت زمان کمتر است. تحقیقات زیادی نشان داده­اند کنجاله سویای اکسترود شده در مقایسه با کنجاله سویای خام، نیتروژن آمونیاکی کمتری در شکمبه گاوهای شیری تولید کرد که به دلیل کاهش تجزیه­ پذیری پروتئین در شکمبه بود. هاتجن و شالتز (27)ساییدن و افزایش سطح دانه در اثر فرآوری اکسترود کردن را عامل هضم میکروبی در شکمبه دانستند.کلارک و وایسمن (28) استفاده از جیره­ های حاوی سویای اکسترود شده را در بهبود عملکرد لاشه تولیدی در طیور گزارش کردند.

[1] Santos, F. A. P., J. E. P. Santos, C. B. Theurer, and J. T. Huber. 1998. Effects of rumen-undegradable protein on dairy cow performance: A 12-year literature review. J. Dairy Sci. 81: 3182–3213.

[2] Ipharraguerre, I. R., and J. H. Clark. 2005. Impacts of the source and amount of crude protein on the intestinal supply of nitrogen fractions and performance of dairy cows. J. Dairy Sci. 88: E22-E37.

[3] Pires, A. V., M. L. Eastridge, and J. L. Firkins. 1996. Roasted soybeans, blood meal, and tallow as sources of fat and ruminallyundegradable protein in the diets of lactating cows. J. Dairy Sci. 79: 1603-1610.

[4] Hof, G., M. D. Vervoorn, P. J. Lenaers, and S. Tamminga. 1997. Milk urea nitrogen as a tool to monitor protein nutrition of dairy cows. J. Dairy Sci. 80: 3333–3340.

[5] Aldrich, C. J., S. Ingram, and J. R. Cold Felter. 1997. Assessment of postruminal amino acid digestibility of roasted and exruded whole soybeans with the precisionfed rooster assay. J. Anim. Sci. 75: 3046-3051.0

[6] Chouinard, P. Y., V. Girard, and G. J. Brisson. 1997. Performance and profiles of milk fatty acids of cows fed full fat, heat-treated soybeans using various processing methods. J. Dairy Sci. 80: 334–342.

[7] Leonard, M., and E. Block. 1988. Effect of ration protein content and solubility on milk production of primiparous Holstein heifers. J. Dairy Sci. 71: 2709-2722.

[8] Stern, M. D., L. D. Satter, and K. A. Santos. 1985. Protein degradation in the rumen and amino acid absorption in the small intestine of lactating dairy cattle fed heat treated whole soybeans. J. Dairy Sci. 68: 45–56.

[9] Samadi., and P. Yu. 2011. Dry and moist heating-induced changes in protein molecular structure, protein subfraction, and nutrient profiles in soybeans. J. Dairy Sci. 94: 6092–6102.

[10] Goelema, J. O., A. Smits, L. M. Vaessen, and A. Wemmers. 1999. Effects of pressure toasting, expander treatment and pelleting on in vitro and in situ parameters of protein and starch in a mixture of broken peas, lupins and faba beans. Anim. Feed Sci. Technol. 78: 109–126.

[11] Waltz, D. M., and M. D. Stern. 1989. Evaluation of various methods for protecting soybean protein from degradation by rumen bacteria. Anim. Feed Sci. Technol. 5: 111- 122.

[12] Annexstad, R. J., M. D. Stem, D. E. Otterby, J. G. Linn, and W. P. Hansen. 1987. Extruded soybeans and corn gluten meal as supplemental protein sources for lactating dairy cattle. J. Dairy Sci. 70: 814-822.

[13] Faldet, M. A., and L. D. Satter. 1991. Feeding heat-treated full fat soybeans to cows in early lactations. J. Dairy Sci. 74: 2548-2554.

[14] Faldet, M. A, G. A. Broderick, L. D. Salter, and B. D. Ricker. 1988. Optimizing heat treatment of full fat soybeans to maximize protein availability to the ruminant. J. Dairy Sci. 71: 158 (Abstr.).

[15] Mohamed, O. E., L. D. Satter, R. R. Grummer, and F. R. Ehle. 1988. Influence of dietary cottonseed and soybean on milk production and composition. J. Dairy Sci. 71: 2677–2688.

[16] Bernard, J. K. 1990. Effect of row or roasted whole soybeans on digestibility of dietary nutrients and milk production of lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 73: 3231- 3236.

[17] Tice, E. M., M. L. Eastridge, and J. L. Firkins. 1993. Raw soybeans and roasted soybeans of different particle size. 1. Digestibility and utilization by lactating cows. J. Dairy Sci. 76: 224–235.

[18] Ruegsegger, G. J., and L. H. Schultz. 1985. Response of high producing cows in early lactation to the feeding of heat-treated whole soybeans. J. Dairy Sci. 68: 3272– 3279.

[19] Scott, A. D. K. Combs, and R. R. Grummer. 1991. Effects of roasting extrusion, and particle size on the feeding value of soybeans for high producing cows. J. Dairy Sci. 74: 2555-2562

[20] Mcnivena, M. A., J. Duynisveldb, E. Charmleyb, and A. Mitchella. 2004. Processing of soybean affects meat fatty acid composition and lipid peroxidation in beef cattle. Anim. Feed Sci. Technol. 116: 175–184.

[21] Bailoni, L., A. Bortolozzo, R. Mantovani, A. Simonetto, S. Schiavon, and G. Bittante. 2004. Feeding dairy cows with full fat extruded or toasted soybean seeds as replacement of soybean meal and effects on milk yield, fatty acid profile and CLA content. Ital. J. Anim. Sci. 3: 243-258.

[22] Mcnivena, M. A., J. Duynisveldb, E. Charmleyb, and A. Mitchella. 2004. Processing of soybean affects meat fatty acid composition and lipid peroxidation in beef cattle. Anim. Feed Sci. Technol. 116: 175–184.

[23] Mielke, C. D., and D. J. Schingoethe. 1981. Heat treated soybeans for lactating cows. J. Dairy Sci. 64: 1579-1585.

[24] Van Dijk, H. J., G. D. O, Dell, P. R. Perry, and L. W. Grimes. 1983. Extruded versus raw ground soybeans for dairy cows in early lactation. J. Dairy Sci. 66: 2521-2525

[25] Monari. S. 1994. Full fat soya handbook 2ª ed. American Soybean Association. Brussels. 44 PP.

[26] Waltz, D.M., and M. D., Stern. 1989. Evaluation of various methods for protecting soyabean protein from degradation by rumen bacteria. Anim. Feed Sci. Technol. 25: 111–122.

[27] Hutjens, M. F., and L. H. Schultz. 1971. Additions of soybeans or methionine analog to high concentrate rations for dairy cows. J. Dairy Sci. 54: 1637-1644.

[28] Clarke, E., and J. Wiseman. 2005. Effects of variability in trypsine inhibitor content of soybean meals on true and apparent ileal digestibility of amino acids and pancreas size in broiler chicks. Anim. Feed Sci. Technol. 121: 125-138.

.