„Wykorzystanie, jako paszy fermentowanego makuchu z rzepaku, w gospodarstwie rolniczym”

Chów trzody chlewnej w Polsce opiera się głównie na zastosowaniu pasz zawierających importowaną, genetycznie modyfikowaną śrutę sojową. Dlatego też, poszukuje się krajowych produktów, alternatywnych do soi, nadających się do hodowli zwierząt monogastrycznych. Jedną z możliwości, jest zastąpienie soi odpowiednio przygotowaną śrutą oraz makuchem rzepakowym. Makuch i śruta rzepakowa, ze względu na wysoką zawartość białka, mogłyby być nie tylko wykorzystane w gospodarstwie rolniczym, ale mogłyby być dobrą alternatywą dla produktów białkowych pochodzenia zwierzęcego. Na przestrzeni ostatnich lat, zainteresowanie wykorzystaniem białka rzepaku, nie tylko w żywieniu zwierząt, ale również w żywieniu człowieka zaczyna odgrywać coraz większa rolę. Zdrowie ludzkie zależy w dużym stopniu od rodzaju składników odżywczych obecnych w codziennej diecie. Spożywanie białek roślinnych, dostarcza nie tylko niezbędnych aminokwasów, ale przynosi również wiele korzyści zdrowotnych, wpływając między innymi pozytywnie na gospodarkę cholesterolem i glukozą. Jednak ze względu, na zawartość substancji antyodżywczych i gorzki smak rzepaku, poszukuje się technologii mających na celu zmniejszenie niepożądanych substancji w wspomnianych produktach. Proces fermentacji może przyczynić się do zmiany składu produktów, zmniejszenia zawartości substancji antyodżywczych oraz zwiększenia strawności i biodostępności mikroelementów.

 Polska znajduje się w gronie największych producentów rzepaku. Produkty przerobu nasion rzepaku, tj. makuch i śruta poekstrakcyjna, otrzymywane na szeroką skalę, powinny być zagospodarowane. Zastąpienie surowca importowanego (soi) produktem uprawianym rodzimie (rzepak) znacznie ograniczyłoby koszty produkcji pasz, przeznaczonych dla trzody chlewnej, a to z kolei wpłynęłoby na obniżenie kosztów skarmiania tuczników. Śruta poekstrakcyjna i makuch rzepakowy wpisane są do Rejestru Materiałów Paszowych Unii Europejskiej. Oznacza to, że mogą być wykorzystywane do produkcji mieszanek paszowych lub być stosowane w dietach dla zwierząt gospodarskich w sposób bezpośredni.

Makuch jest produktem ubocznym tłoczenia oleju z nasion rzepaku. Stanowi bogate źródło białka, tłuszczu oraz składników odżywczych, Makuchy powstające podczas tłoczenia oleju mogą zachowywać białko w większym stopniu w swojej natywnej postaci w porównaniu do śruty uzyskiwanej po ekstrakcji. Dodatkowo makuchy rzepakowe mogą zawierać składniki (m.in. glukozynolany, fityniany), które mogą mieć negatywny wpływ na przyswajalność niektórych składników odżywczych lub mogą wykazywać działanie antyodżywcze (ANF), dlatego muszą być usunięte w procesie oczyszczania produktów docelowych, np. izolatów białka. Oprócz wysokiej zawartości białka, makuch rzepakowy zawiera duże ilości tłuszczu, na poziomie nawet 18 % lub więcej. W związku z powyższym poszukuje się nowoczesnych technologii, zmniejszających zawartość ANF. Dobrym rozwiązaniem i obiecującą technologią wpływającą na smak, teksturę i bezpieczeństwo żywności jest proces fermentacji, który prowadzi do poprawy profilów sensorycznych, odżywczych i funkcjonalnych. Dodatkowo, odpowiednio dobrana kultura startowa, może wpłynąć na wzrost strawności i biodostępności mikroelementów. Z kolei metabolity drobnoustrojów mogą zwiększyć wartość odżywczą i jakość sensoryczną produktu końcowego oraz wpływać na poprawę jego bezpieczeństwa.

Pasze z udziałem pochodnych rzepaku zawierają glukozynolany. Są to związki odporne na działanie wysokiej temperatury, łatwo ulegające jednak hydrolizie enzymatycznej, pod wpływem enzymu – mirozynazy, do gorzkich związków (sinigriny i pirogotroiny). Dlatego też, zwierzęta niechętnie spożywają takie pasze. Pomimo iż, glukozynolany mają właściwości antyodżywcze, działają chemoprewencyjnie. Wśród nich, na szczególną uwagę, zasługują izotiocjaniny i indole (prozdrowotne produkty enzymatycznej hydrolizy glukozynolanów), o charakterze antykancerogennym. Wpływają na procesy zachodzące w komórce poprzez modulacją enzymów fazy detoksykacji, regulację poziomu czynników transkrypcyjnych, szlaków sygnalizacyjnych, a także regulację cyklu komórkowego
i apoptozy, zahamowanie proliferacji komórek czy zatrzymanie cyklu komórkowego. Dodatkowo badania wykazały bakteriostatyczne, a nawet bakteriobójcze działałanie izotiocyjanianów w odniesieniu do Helicobacter pylori, nawet w przypadku antybiotykoopornych szczepów tego patogenu.

Proces fermentacji pozwala na wzbogacenie paszy z udziałem makuchu rzepakowego w potencjalnie prozdrowotne mikroorganizmy oraz pozwala na wyeliminowanie gorzkiego smaku, jaki nadają ulegające procesowi hydrolizy glukozynolany. W celu przeprowadzenia fermentacji makuchu rzepakowego przygotowano kulturę startową, w skład której wchodziły izolaty środowiskowe. Z uwagi na fakt, iż makuch rzepakowy przy dłuższym przechowywaniu może ulec zepsuciu mikrobiologicznemu, zwłaszcza zapleśnieniu oraz aby ułatwić gospodarstwom rolnym jego przechowywanie, zastosowano proces suszenia. W trakcie tego procesu, kontrolowano aktywność wody oraz przeżywalność kultury startowej.

Proces suszenia, jest jednym ze sposobów wydłużania czasu przechowywania żywności. Pozwala na uzyskanie paszy w formie, która zapobiega pleśnieniu, w związku z czym, okres jej przechowywania ulega wydłużeniu. Dzięki zastosowanej metodzie, oprócz opóźnienia lub zapobiegania rozwoju patogennych i psujących mikroorganizmów, istotne jest także zachowanie w formie niezmienionej cech żywności – tekstury, koloru, smaku i wartości odżywczej żywności. Przy odpowiednim doborze temperatury, proces suszenia pozwala na zachowanie niezmienionych cech paszy przez dłuższy okres czasu. Suszenie w wysokich temperaturach (115-145°C) pozwala na inaktywację zarówno drobnoustrojów patogennych jak i również prozdrowotnych [9]. Dlatego niezwykle istotne jest dobranie odpowiednich parametrów temperatury, gdyż zbyt wysoka może prowadzić do zmian składu prozdrowotnych mikroorganizmów.

Aktywność wody (a_w) to czynnik ograniczający wzrost drobnoustrojów, odpowiedzialny za stabilność żywności i pasz. Moduluje reakcje mikroorganizmów i określa rodzaj drobnoustrojów spotykanych w produktach żywnościowych. W tabeli 1. Przedstawiono minimalne wartości a_w, wymagane dla wzrostu niektórych mikroorganizmów. Aktywność wody stała się jedną z głównych właściwości służących do określania bezpieczeństwa mikrobiologicznego żywności i pasz, ze względu na bezpośredni wpływ tego parametru na wzrost drobnoustrojów. W trakcie procesu suszenia obniża się a_w, a co za tym idzie – wydłuża się trwałość produktów, poprzez ograniczenie wzrostu mikroorganizmów.