Учёные Пермского Политеха впервые в России выяснили, как создать кормовую добавку, которая будет одновременно расщеплять и крахмал, и белки, используя при этом дешёвое отечественное сырьё. Об этом сообщили в пресс-службе ПНИПУ.
Животноводство играет важную роль в сельском хозяйстве. Для обеспечения свиней, кур и крупного рогатого скота необходимыми питательными веществами в их рацион добавляют ферменты. Эти ферменты помогают расщеплять сложные компоненты, такие как крахмал, белки и клетчатка, на более простые молекулы, которые легче усваиваются организмом животных и служат источником энергии для их роста.
Ферменты получают с использованием микроорганизмов, чаще всего бактерий или плесневых грибов. Для их активного размножения и выделения ферментов необходимо обеспечить питательную среду. Обычно для этого используют дорогие очищенные компоненты, такие как дрожжевой или кукурузный экстракт, очищенный крахмал или глюкоза. Эти субстраты обеспечивают высокую активность ферментов, но их стоимость довольно высока.
В последние годы ведется поиск более доступных заменителей дорогих питательных сред. Одним из перспективных направлений является использование отрубей, лузги и соломы, которые в изобилии присутствуют в различных регионах. Однако в отечественной науке пока не было проведено исследований о том, какие именно виды отходов в России наиболее эффективны для получения ферментов и как их следует подготавливать.
Ученые Пермского Политеха определили, какие российские зерновые отходы можно использовать для производства ферментных препаратов, способных расщеплять как крахмал, так и белки. Для этого они выделили из российского природного источника (сена) новый штамм бактерий Bacillus subtilis. Этот микроорганизм безопасен для животных, устойчив к высоким температурам и длительному хранению, а также является частью естественной микрофлоры кишечника и обладает пробиотическими свойствами.
Природный штамм был выбран потому, что промышленные варианты часто являются генетически модифицированными и оптимизированными для работы с дорогими субстратами. На отходах они либо не развиваются, либо дают низкий уровень ферментативной активности.
Процесс культивирования продолжался шесть дней в условиях, максимально приближенных к промышленным. По завершении выращивания ученые оценили два ключевых показателя: их способность расщеплять белки (протеолитическая активность) и крахмал (амилолитическая активность).
«Результаты показали, что лучше всего белки расщеплялись в том случае, когда использовалась питательная среда, содержащая овсяные отруби. Эффективность оказалась более чем в два раза выше, чем на пшеничных. С крахмалом они также показали хороший результат, почти сравнимый с дорогой питательной средой. Таким образом, овсяные отруби стали наилучшим субстратом для одновременного получения обоих типов ферментов. При этом ранее считалось, что для эффективного синтеза разных ферментов требуются различные условия. Полученные данные впервые показывают, что это не так», – дополнила Анна Портнова.
Новое исследование открывает перспективы для разработки универсальных кормовых добавок из местных ресурсов. Эти добавки смогут одновременно разлагать крахмал и белки, заменяя несколько импортных препаратов. Они также будут иметь пробиотические свойства: бактерии Bacillus subtilis подавят патогенную микрофлору, укрепят иммунитет и будут вырабатывать витамины. Это позволит снизить затраты на кормление животных, уменьшить зависимость от импорта и использовать в производстве миллионы тонн зерновых отходов. Публикация появилась в сборнике материалов конференции «Химия. Экология. Урбанистика».
Пермские учёные работают над удешевлением кормов сразу в нескольких направлениях. Как рассказывала интернет-газета «ЖУК», пермские учёные разработали способ удешевления кормов для животных с помощью грибов. Технология позволяет в три раза увеличить содержание белка в овсяных отрубях и повысить питательную ценность сельхозотходов.