RU2526204C1 - Method of determining energy value of white lupine grain - Google Patents
Method of determining energy value of white lupine grain Download PDFInfo
- Publication number
- RU2526204C1 RU2526204C1 RU2013109785/15A RU2013109785A RU2526204C1 RU 2526204 C1 RU2526204 C1 RU 2526204C1 RU 2013109785/15 A RU2013109785/15 A RU 2013109785/15A RU 2013109785 A RU2013109785 A RU 2013109785A RU 2526204 C1 RU2526204 C1 RU 2526204C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grain
- energy value
- energy
- white lupine
- core
- Prior art date
Links
Landscapes
- Fodder In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к кормопроизводству и оценке энергетической ценности кормов, для животных (сельскохозяйственных и домашних), содержащих зерно белого люпина.The invention relates to agriculture, in particular to fodder production and assessment of the energy value of feed for animals (agricultural and domestic) containing white lupine grain.
Современная система нормированного сбалансированного кормления животных основана на оценке питательности/переваримости кормов по расчету обменной энергии (ОЭ) при использовании экспериментальных данных балансовых опытов или по данным химического состава корма из справочной и научной литературы. Обменную энергию рассчитывают по химическому составу корма с учетом содержания сырого протеина, сырого жира и углеводов в виде безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) и с учетом коэффициентов их переваримости и энергетической ценности (содержания энергии в джоулях). Однако достоверность рассчитанных данных об обменной энергии корма зависит от точности химического анализа всех компонентов питательных веществ.The modern system of normalized balanced animal feeding is based on the assessment of the nutritional / digestibility of feeds by calculating the exchange energy (OE) using experimental data from balance experiments or according to the chemical composition of feed from the reference and scientific literature. The exchange energy is calculated according to the chemical composition of the feed, taking into account the content of crude protein, crude fat and carbohydrates in the form of nitrogen-free extractives (BEV) and taking into account their digestibility coefficients and energy value (energy content in joules). However, the reliability of the calculated data on the metabolic energy of the feed depends on the accuracy of the chemical analysis of all nutrient components.
Изучение химического состава и энергетической ценности зерна белого люпина на примере семи сортов белого люпина селекции РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева и производственных посевов в учхозе имени И.В.Мичурина Тамбовской области проведено в 2008-2012 гг. по образцам, полученным в течение 2-3 смежных лет (Штеле А.Л., Цыгуткин А.С., Терехов В.А. Биологическая и кормовая ценность зерна белого люпина как источника корма для сельскохозяйственной птицы // Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Т. 1. - Белгород: Издательство «Отчий край», 2012. - С. 339-344).A study of the chemical composition and energy value of white lupine grains using the example of seven varieties of white lupine breeding RGAU-Moscow Agricultural Institute named after K.A. Timiryazev and production crops at the IVMichurin school in the Tambov region was carried out in 2008-2012. on samples obtained within 2-3 adjacent years (Shtele A.L., Tsygutkin A.S., Terekhov V.A. Biological and fodder value of white lupine grain as a source of feed for poultry // Materials of the All-Russian Scientific and Practical Conference T. 1. - Belgorod: Publishing House "Fatherland", 2012. - S. 339-344).
Расчет энергетической ценности люпина (табл.1) проводили по химическому составу и коэффициентам усвояемости питательных веществ по формуле:The calculation of the energy value of lupine (Table 1) was carried out by the chemical composition and digestibility coefficients of nutrients according to the formula:
ОЭккал/100г=4.20СП×74%СП×%С+9,20СЖ×86%СЖ×%СЖ+4,13БЭВ×57%БЭВ×%БЭВOEkcal / 100g = 4.20 SP × 74% SP ×% S + 9.20 SG × 86% SO ×% SO + 4.13 BEV × 57% BEV ×% BEV
Дополнительно в 2012 г. проведены исследования химического состава трех образцов корма из белого люпина: цельное зерно, обрушенное зерно (ядро) и внешняя оболочка (таблица 2).Additionally, in 2012, studies were carried out on the chemical composition of three samples of white lupine feed: whole grain, crushed grain (core) and the outer shell (table 2).
Исследования химического состава зерна белого люпина проведены в Испытательном центре ВНИТИП РАСХН, расчеты энергетической ценности корма выполнены в лаборатории белого люпина РГАУ-МСХА имени К.А.Тимирязева.Studies of the chemical composition of the grain of white lupine were carried out in the Test Center of VNITIP RAAS, calculations of the energy value of the feed were performed in the laboratory of white lupine of the Russian State Autonomous Agricultural University named after K.A. Timiryazev.
Известен способ определения обменной энергии корма из белого люпина, основанный на определении содержания сырого протеина, сырого жира, крахмала и сахара. Сырой протеин определяют по Къельдалю, сырой жир в аппарате Сокслета. Определение сахара и крахмала основано на экстракции из корма растворимых углеводов (сахаров) дистиллированной водой при температуре 70-80°С и последующем гидролизе крахмала в концентрированной соляной кислоте. В расчетах энергетической ценности кормов клетчатку не учитывают (Оценка качества кормов, органов, тканей, яиц и мяса птицы: Методическое руководство для зоотехнических лабораторий. ВНИТИП: Сергиев-Посад.-2009. - 112 с. Прототип).A known method for determining the metabolic energy of feed from white lupine, based on the determination of crude protein, crude fat, starch and sugar. Crude protein is determined by Kjeldahl, crude fat in the Soxhlet apparatus. The determination of sugar and starch is based on the extraction of soluble carbohydrates (sugars) from the feed with distilled water at a temperature of 70-80 ° C and the subsequent hydrolysis of starch in concentrated hydrochloric acid. In the calculations of the energy value of feed, fiber is not taken into account (Evaluation of the quality of feed, organs, tissues, eggs and poultry meat: Methodical guide for zootechnical laboratories. VNITIP: Sergiev-Posad. 2009. - 112 pp. Prototype).
Расчет обменной энергии (ОЭ) в кДж/100г корма из зерна люпина рассчитывают по уравнению регрессии:The calculation of the exchange energy (OE) in kJ / 100g of feed from lupine grains is calculated by the regression equation:
ОЭ=4,184(53+38 × % сырого протеина+2,25 × % сырого жира+1,1×%БЭВ) (1)OE = 4.184 (53 + 38 ×% crude protein + 2.25 ×% crude fat + 1.1 ×% BEV) (1)
Недостатком данного способа определения энергетической ценности зерна белого люпина является длительность анализа при определении химического состава образцов зерна, большие энерго- и трудозатраты, связанные с применением большого количества дорогостоящих химических реактивов.The disadvantage of this method of determining the energy value of the grain of white lupine is the duration of the analysis when determining the chemical composition of grain samples, the large energy and labor costs associated with the use of a large number of expensive chemicals.
Задача изобретения - снизить энерго- и трудозатраты на определение энергетической ценности зерна белого люпина, при одновременном повышении точности.The objective of the invention is to reduce energy and labor costs for determining the energy value of the grain of white lupine, while improving accuracy.
Поставленная задача достигается тем, что энергетическую ценность определяют на основе расчета энергий активации химических компонентов как сумму энергий активации оболочки и ядра зерна белого люпина, умноженную на массовую долю оболочки и ядра в зерне соответственно. Для расчета энергии активации используют данные термогравиметрического и дифференциально-термического анализа, полученные при непрерывном нагревании образцов со скоростью 20 град/мин до термического разложения компонентов оболочки и ядра зерна.The problem is achieved in that the energy value is determined on the basis of the calculation of the activation energies of the chemical components as the sum of the activation energies of the shell and kernel of the white lupine grain, multiplied by the mass fraction of the shell and core in the grain, respectively. To calculate the activation energy, we use the data of thermogravimetric and differential thermal analysis obtained by continuously heating the samples at a speed of 20 deg / min until the thermal decomposition of the components of the shell and core of the grain.
Образцы веществ имеют индивидуальную термическую характеристику, которая отражает его поведение при нагревании и зависит от состава, свойств его структуры, механизма и кинетики реакций термического превращения. После обработки кривых дифференциально-термического анализа получают качественную характеристику состава исследуемых образцов, а по площади и высоте пиков - количественную характеристику состава вещества. Расчет термодинамических характеристик проводят, исходя из предположения, что реакции относятся к реакциям разложения -мономолекулярным и для них справедливо кинетическое уравнение:Samples of substances have an individual thermal characteristic that reflects its behavior when heated and depends on the composition, properties of its structure, mechanism and kinetics of thermal transformation reactions. After processing the differential thermal analysis curves, a qualitative characteristic of the composition of the samples under study is obtained, and a quantitative characteristic of the composition of the substance is obtained by the area and height of the peaks. The calculation of thermodynamic characteristics is carried out on the basis of the assumption that the reactions relate to decomposition reactions are monomolecular and the kinetic equation is valid for them:
где C - доля вещества (A), принимающая участие в реакции и остающаяся в какой-нибудь ее стадии; k - константа скорости реакции из уравнения k=k0·e-E/RT; k0 - предэкспоненциальный множитель; n - порядок реакции; E - энергия активации, ккал/моль; R - 1,987 кал/моль·град; T - абсолютная температура в градусах Кельвина,
Для последующих расчетов термодинамических характеристик и параметров кинетического уравнения, оценки химического состава образцов зерна белого люпина используют компьютерное программное обеспечение.For subsequent calculations of the thermodynamic characteristics and parameters of the kinetic equation, estimates of the chemical composition of white lupine grain samples, computer software is used.
Для определения химического состава зерна белого люпина образец помещают в термоаналитический комплекс на базе дериватографа, где нагревают образец в атмосфере воздуха со скоростью 20 град/мин, в качестве стандарта применяют каолин. Нагрев осуществляют до температуры 450°C в течение 20 мин. Проводят отдельно анализ оболочки зерна и ядра белого люпина с учетом массовой доли оболочки и ядра в зерне люпина.To determine the chemical composition of the grain of white lupine, the sample is placed in a thermoanalytical complex based on a derivatograph, where the sample is heated in an atmosphere of air at a speed of 20 deg / min, kaolin is used as a standard. Heating is carried out to a temperature of 450 ° C for 20 minutes A separate analysis of the shell of the grain and core of white lupine is carried out taking into account the mass fraction of the shell and core in the grain of lupine.
Пример 1 (по прототипу). Определяют в ядре зерна белого люпина (массовая доля ядра в зерне 0,83) сорта Дега методом химического анализа содержание сырого протеина, сырого жира, сахара и крахмала и проводят расчет обменной энергии по уравнению (1). Результаты расчета обменной энергии представлены в таблице 3.Example 1 (prototype). Determine the content of crude protein, crude fat, sugar and starch in the kernel of white lupine grain (mass fraction of the core in the grain 0.83) of Degas variety by chemical analysis and calculate the exchange energy according to equation (1). The results of the calculation of the exchange energy are presented in table 3.
Пример 2 (по прототипу). Определяют в оболочке зерна (массовая доля оболочки в зерне 0,17) белого люпина сорта Дега методом химического анализа содержание сырого протеина, сырого жира, сахара и крахмала и проводят расчет обменной энергии по уравнению (1). Результаты расчета обменной энергии представлены в таблице 3.Example 2 (prototype). The content of crude protein, crude fat, sugar, and starch is determined in the shell of the grain (mass fraction of the shell in the grain of 0.17) of Degas white lupine by chemical analysis and the exchange energy is calculated according to equation (1). The results of the calculation of the exchange energy are presented in table 3.
Пример 3. Образец оболочки зерна белого люпина сорта Дега помещают в термоаналитический комплекс и нагревают со скоростью 20 град/мин до температуры 950°C. Образец сравнения - каолин. Контролируют одновременно потерю массы образца в ходе анализа (кривая ТГ), тепловые эффекты (кривая ДТА) и максимумы пиков при термическом разложении (кривая ДТГ). Проводят расчет массовой доли каждого из компонентов в образце по данным потери массы и температурам максимумов пика, энергий активации по уравнению (2). Затем рассчитывают энергетическую ценность образца по уравнению:Example 3. A sample of the shell of the grain of a white lupine of Degas variety is placed in a thermoanalytical complex and heated at a speed of 20 deg / min to a temperature of 950 ° C. A comparison sample is kaolin. At the same time, the mass loss of the sample during analysis (TG curve), thermal effects (DTA curve) and peak peaks during thermal decomposition (DTG curve) are simultaneously controlled. The mass fraction of each of the components in the sample is calculated according to the mass loss data and peak maximum temperatures, activation energies according to equation (2). Then calculate the energy value of the sample by the equation:
E=m1×Ea1+m2×Ea2+… +mn×Ean (3),E = m 1 × E a1 + m 2 × E a2 + ... + m n × E an (3),
где Е - энергетическая ценность образца, mn - массовая доля n-го компонента в образце, Еan - энергия активации n-го компонента.where E is the energy value of the sample, m n is the mass fraction of the nth component in the sample, E an is the activation energy of the nth component.
Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3. Из результатов термоанализа следует, что основная потеря массы образцов - разложение органических компонентов - происходит до температуры 400°C. Также отмечено, что до температуры 150-180°C происходит выделение из образцов гигроскопической или внутрисвязанной воды. Поэтому в последующих расчетах энергетической ценности принимаются компоненты, которые разлагаются в интервале 180-400°C.The results of calculating the energy value are given in table 3. From the results of thermal analysis it follows that the main weight loss of the samples — decomposition of organic components — occurs up to a temperature of 400 ° C. It is also noted that up to a temperature of 150-180 ° C, water is absorbed from samples of hygroscopic or interlinked water. Therefore, in subsequent calculations of energy value, components are accepted that decompose in the range of 180-400 ° C.
Пример 4. Аналогичен примеру 3. Отличие состоит в том, что в качестве образца для анализа используют ядро зерна белого люпина сорта Дега. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.Example 4. Similar to example 3. The difference is that as a sample for analysis using the kernel of the grain of a white lupine variety Degas. The results of the calculation of energy values are given in table 3.
Пример 5. Аналогичен примеру 4. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют со скоростью 10 град/мин. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.Example 5. Similar to example 4. The difference is that the heating is carried out at a speed of 10 deg / min. The results of the calculation of energy values are given in table 3.
Пример 6. Аналогичен примеру 4. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют со скоростью 10 град/мин до температуры 650°C. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.Example 6. Similar to example 4. The difference is that the heating is carried out at a speed of 10 deg / min to a temperature of 650 ° C. The results of the calculation of energy values are given in table 3.
Пример 7. Аналогичен примеру 4. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют до температуры 650°C. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.Example 7. Similar to example 4. The difference is that the heating is carried out to a temperature of 650 ° C. The results of the calculation of energy values are given in table 3.
Пример 8. Аналогичен примеру 7. Отличие состоит в том, что нагрев осуществляют до температуры 450°C, скорость нагрева составляет 20 град/мин. Результаты расчета энергетической ценности приведены в таблице 3.Example 8. Similar to example 7. The difference is that the heating is carried out to a temperature of 450 ° C, the heating rate is 20 deg / min. The results of the calculation of energy values are given in table 3.
Энергетическую ценность зерна рассчитывают с учетом массовой доли оболочки зерна и ядра белого люпина и суммарных энергий активации, рассчитанных по уравнению (3) следующим образом:The energy value of the grain is calculated taking into account the mass fraction of the grain shell and the core of white lupine and the total activation energies calculated according to equation (3) as follows:
Езерна=mобол×Eобол+mядро×Eядро (4).E grains = m obl × E obl + m core × E core (4).
По данным термического анализа можно сделать вывод о том, что увеличение температуры нагрева образцов более 450°C не приводит к изменению расчетных значений энергетических характеристик, а только увеличивает время эксперимента и энерго- и трудозатраты. Снижение скорости нагрева с 20 град/мин до 10 град/мин также не приводит к изменению расчетных значений энергетических характеристик, однако при этом возрастает в два раза время эксперимента.According to thermal analysis, we can conclude that an increase in the heating temperature of samples over 450 ° C does not lead to a change in the calculated values of energy characteristics, but only increases the experiment time and energy and labor costs. A decrease in the heating rate from 20 deg / min to 10 deg / min also does not lead to a change in the calculated values of the energy characteristics, however, the experimental time doubles.
Использование предложенного способа позволит снизить энерго- и трудозатраты на определение энергетической ценности зерна белого люпина, при одновременном повышении точности.Using the proposed method will reduce energy and labor costs for determining the energy value of the grain of white lupine, while improving accuracy.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109785/15A RU2526204C1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Method of determining energy value of white lupine grain |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013109785/15A RU2526204C1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Method of determining energy value of white lupine grain |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2526204C1 true RU2526204C1 (en) | 2014-08-20 |
Family
ID=51384772
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013109785/15A RU2526204C1 (en) | 2013-03-06 | 2013-03-06 | Method of determining energy value of white lupine grain |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2526204C1 (en) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2198538C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-02-20 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Method of estimating biological value of vegetable protein |
US20100235944A1 (en) * | 2000-11-07 | 2010-09-16 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Grain Quality Through Altered Expression of Seed Proteins |
-
2013
- 2013-03-06 RU RU2013109785/15A patent/RU2526204C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20100235944A1 (en) * | 2000-11-07 | 2010-09-16 | Pioneer Hi-Bred International, Inc. | Grain Quality Through Altered Expression of Seed Proteins |
RU2198538C2 (en) * | 2001-02-26 | 2003-02-20 | Пензенская государственная сельскохозяйственная академия | Method of estimating biological value of vegetable protein |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ШТЕЛЕ А.Л. Биологическая и кормовая ценность зерна белого люпина, как источника корма для сельскохозяйственной птицы// Материалы Всероссийской научно-практической конференции. Т.1, Белгород: Издательство "Отчий край", 2012, с.339-344. БЕЛОПУХОВА Ю.Б. Определение содержания химических элементов в зерне гречихи нейтронно-активационным методом. Изв. Тимирязев. с.-х. акад, 1988; Т. 4. - с. 196-199. . * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Osorio et al. | Beef authentication and retrospective dietary verification using stable isotope ratio analysis of bovine muscle and tail hair | |
Kebebe et al. | Relationship between kernel drydown rate and resistance to Gibberella ear rot in maize | |
Kim et al. | Evaluating different interrow distance between corn and soybean for optimum growth, production and nutritive value of intercropped forages | |
Patbandha et al. | Effect of season and stage of lactation on milk components of Jaffrabadi buffaloes | |
Akapo et al. | Effect of feeding cassava (Manihot esculenta Crantz) root meal on growth performance, hydrocyanide intake and haematological parameters of broiler chicks | |
Rempe et al. | Hydrothermal treatment of naturally contaminated maize in the presence of sodium metabisulfite, methylamine and calcium hydroxide; effects on the concentration of zearalenone and deoxynivalenol | |
Kashongwe et al. | Improving the nutritive value of wheat straw with urea and yeast culture for dry season feeding of dairy cows | |
Warriss et al. | An examination of potential indices of fasting time in commercially slaughtered sheep | |
RU2526204C1 (en) | Method of determining energy value of white lupine grain | |
Worku et al. | Effect of cowpea (Vigna unguiculata) pasture grazing on growth, gastrointestinal parasite infection and immune response biomarkers of goat | |
Bezmaternykh et al. | Antioxidant activity of extracts from Allium schoenoprasum L. and Rubus chamaemorus L. growing in the Komi Republic | |
Szigeti et al. | Effect of breed and sampling place on the mineral content of cattle hair | |
Șonea et al. | The quality of maize grains in organic farming system | |
Hellwing et al. | Growth, feed intake, methane emissions and carbon footprint from Holstein bull calves fed four different rations | |
Larson et al. | Selection of seeds of an exotic and three native grasses by Northern Bobwhites (Colinus virginianus) | |
Polistovskaia et al. | PSXI-25 The effect of lead on aminotransferases serum activity in European carp | |
Bayat Kouhsar et al. | Determination of nutritive value, in vitro gas production parameters and digestibility of different kinds of weed plants | |
Hurburgh et al. | Toxin Levels in 2018 Corn | |
Laura et al. | Changes of hydroxymethylfurfural in heated honey | |
Lefler et al. | Effect of coniferous additive on productive and biological parameters of cows | |
Omarov et al. | Muscle and Marbling Development in Kazakh White-Headed Breed | |
Singh et al. | Associative effect of cereals and oil cakes in concentrate supplements and complete diet for ruminants on in vitro fermentation kinetics | |
RU2512366C2 (en) | Method for treatment of poultry droppings to be used as animal fodder | |
Ali | Effect of Inadequate Drying on Moisture Content and Aflatoxin Concentration in Dried Local Corn Kernels in Iraqi Stores and Silo Dr. Musaddak D. Ali, Dr. Muhsin L. Al-Musawi, Siham B. Hussein, Faris S. Haider, Hasan H. Al-Shammari, Ahmed H. Ali Iraqi Agriculture Ministry-Directorate of Animal Resources-Department | |
Loudon | Factors impacting non-compliance of southern Australian grass fed cattle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180307 |