NIRS, или Near-Infrared Reflectance Spectroscopy (спектроскопия ближнего инфракрасного излучения), — это метод физического анализа, который использует ближний диапазон инфракрасного излучения (от 800 до 2500 нм). Eurofins Agro применяет NIRS для исследования грубых кормов, ингредиентов и анализа почв. Кроме того, компания проводит и другие виды исследований, которые подтверждают достоверность спектрального анализа. Таким образом, лаборатория Eurofins Agro быстро и точно определяет питательную ценность грубых кормов на основе спектра NIRS.
NIRS: спектроскопия ближнего инфракрасного излучения
Спектральный анализ (NIRS) травяного сенажа или кукурузного силоса позволяет получить важную информацию о веществах в составе кормов: сахаре, крахмале, протеине, сырой клетчатке и жирах. При NIRS-исследовании на образец, например высушенный и перемолотый травяной сенаж, оказывается воздействие ближним инфракрасным излучением. Современное оборудование за несколько секунд измеряет, волны какой длины отражаются от исследуемого материала, а какой — поглощаются. Совокупность отраженных волн, иначе говоря, спектр, содержит информацию о составе корма.
Полученный спектр фиксируется в виде цифрового файла и сравнивается с сотнями других файлов, содержащих результаты ранее проведенных исследований в базе данных Eurofins Agro. Эти результаты содержат информацию, полученную при исследованиях кормов различными методами, в том числе химическим, спектральным и другими. Путем объединения результатов разных методов измерения достигается высокая точность данных по питательной ценности и усвояемости кормов. Это такие показатели, как переваримый кишечный протеин, баланс расщепляемого протеина, органическое вещество, поддающееся ферментации, и другие. На основании этих данных специалисты компании дают рекомендации по улучшению рационов кормления или выбору наиболее подходящего времени для уборки травы.
Измерения in vitro с рубцовым соком и ферментами
Eurofins Agro проводит два вида исследований in vitro с использованием рубцового сока: для измерения газообразования и измерения усвояемости кормов. Они регулярно выполняются для валидации исследований NIRS — подтверждения данных, полученных методом спектроскопии.
При измерениях газообразования в емкость вносят небольшое количество образца корма, рубцового сока и химических препаратов. Когда бактерии в рубцовом соке переваривают корм, они выделяют газ. Специальный прибор измеряет его количество и скорость выделения. Эти данные используются для определения устойчивости крахмала в рубце.
При измерении переваримости in vitro в небольшое количество корма сначала добавляется рубцовый сок, а затем — искусственный фермент пепсин, который в естественных условиях выделяется в сычуге (четвертом отделе желудка коров). По количеству оставшегося после эксперимента непереваренного корма вычисляют переваримость in vitro, которая выражается в коэффициенте переваримости органического вещества (VCOS). Из этих данных также выводится нидерландский показатель питательной ценности VOS (переваримое органическое вещество).
Анализы по Weende и Van Soest (мокрая химия)
Традиционный способ для выяснения питательной ценности — это анализ Weende, который определяет химический состав корма. Сухое вещество разделяется на органические и неорганические (сырая зола) составляющие. Органическое вещество в свою очередь делится на азотсодержащие (сырой белок) и безазотистые (сырая клетчатка и другие углеводы) компоненты. Фракции аммиака измеряются отдельно.
Альтернативным методом является анализ по методике Van Soest. В этом способе за отправную точку берется не химический состав, а строение растения. Клеточные стенки растений, которые состоят из гемицеллюлозы, целлюлозы и лигнина, отделяются от содержимого клеток (в него входят белки, сырая зола, жиры и сахара). Общее количество клеток стенок обозначается, как NDF (нейтрально-детергентная клетчатка); ADL (кислотно-детергентный лигнин), ADF (кислотно-детергентная клетчатка) — показатель суммы лигнина и целлюлозы. Используя специальные формулы регрессии, Eurofins Agro конвертирует результаты этих анализов в информацию о питательной и кормовой ценности.
Технология in sacco — измерения переваримости в рубце коровы
Для проведения исследований in sacco в рубец коровы через хирургическое отверстие (так называемую фистулу) помещаются нейлоновые мешочки с образцами кормов. Этот метод позволяет узнать, насколько хорошо переваривается корм непосредственно в рубце коровы. Компания Eurofins Agro не применяет в своей работе метод in sacco, но сотрудничает с научными учреждениями, которые используют его в своих разработках: Вагенингенским университетом и научно-исследовательским центром (WUR), а также с Нидерландским советом продуктов кормления животных (Centraal VeevoederBureau, CVB).
Анализ кормов в Беларуси. Почему стоит предпочесть NIRS?
В Беларуси анализами кормов занимаются различные организации. Чаще всего сельхозпроизводители обращаются в районные и областные лаборатории, которые выполняют химический анализ кормов. Этот метод отличается точностью, однако требует значительно больше времени (порой анализы в лабораториях делают 10-14 дней), а результат анализов зависит от квалификации работников, которые их проводят. Кроме того, поскольку во время химического анализа образцы разрушаются, сделать впоследствии контрольные анализы невозможно.
Одной из альтернатив химическому анализу являются переносные спектрометры. С их помощью можно исследовать травы или кукурузу прямо в поле, однако высокое содержание влаги в образцах для анализа оказывает такой же эффект, как и туман в сырую погоду. Из-за влажности переносной спектрометр не может снять четкое изображение и выдать точные параметры исследуемого материала, погрешность по каждому из показателей составляет около 20-30%. Достоверно узнать содержание тех или иных веществ в корме можно только на высушенных образцах. Кроме того, с помощью мобильных комплексов определяют лишь основные показатели качества кормов: влажность, содержание крахмала, протеина, клетчатки, золы и жира.
Подводя итог всему вышесказанному, можно утверждать, что спектроскопия ближнего инфракрасного излучения (NIRS) сегодня является быстрым и самым точным методом изучения грубых кормов. Образцы анализируются по 35 параметрам. Благодаря полной автоматизации процесса исключено влияние человеческого фактора на результат исследования. Кроме того изучаемый материал остается пригодным для проверок на другие показатели и проведения контрольных анализов.
О компании Eurofins Agro
Eurofins Agro — независимая сельскохозяйственная лаборатория, которая исследует более 500 тысяч образцов в год. Основной офис находится в Нидерландах, филиалы компании открыты в Бельгии, Германии, Дании, России, Швеции, Испании и Беларуси. Все филиалы лаборатории, в которых проводятся исследования, высоко автоматизированы, аккредитованы и используют систему управления качеством, подтвержденную международными правилами BS EN ISO/IEC 17025.
