Ученые ПНИПУ помогут сделать корм для животных более полезным и дешевым

Технологию, позволяющую повысить полезность и экономичность кормов для животных, разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ), 7 августа сообщает пресс-служба вуза.

От правильного кормления сельскохозяйственных животных и птиц в процессе их выращивания зависит продуктивность животноводческой и птицеводческой отраслей.

Для поддержки иммунной системы, правильной работы желудочно-кишечного тракта и лечения от паразитов раньше в корма животным добавляли антибиотики кормового назначения, но они могут накапливаться в мясе и других продуктах животного происхождения и попадать с ними в организм человека, что считается небезопасным.

В качестве альтернативы в настоящее время используют микробные биопрепараты (пробиотики, пребиотоики и симбиотки), которые экологически безопасны, не дают побочных эффектов и положительно влияют на микрофлору ЖКТ.

Их применение позволяет поддерживать здоровье сельскохозяйственных животных и птиц, но не дешево обходится их производителям. Это ставит перед учеными задачу поиска не менее качественного, но более дешевого заменителя.

Для решения этой задачи ученые Пермского Политеха исследовали факторы, улучшающие биосинтез необходимых ферментов, и разработали технологию изготовления препарата, который может быть использован для переработки отходов зернового производства в биодобавку для корма для сельскохозяйственных птиц.

Результаты исследования ученые Пермского Политеха представили в статье «Получение микробных протеолитических препаратов для переработки отходов зернового производства», опубликованной в журнале «Вестник ПНИПУ. Химическая технология и биотехнология».

В настоящее время в корма сельскохозяйственных животных и птиц добавляют отруби, являющиеся отходами зернового производства. Для лучшей усвояемости белковых компонентов отрубей используются добавки с ферментными препаратами, которые повышают в корме количество аминокислот и пептидов.

Обычно такие биопрепараты изготавливаются на основе животных тканей, и их себестоимость очень высока, что невыгодно для сельхозпроизводителей. Ученые ПНИПУ предложили заменить такой ферментный компонент безопасной бактерией вида Bacillus subtilis, которую можно легко вырастить на отходах зернового производства.

Руководитель проекта, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ кандидат химических наук Анна Портнова пояснила: «Спорообразующие бактерии рода Bacillus выделяют специальные ферменты, которые „перерабатывают“ трудноперевариваемые корма из отрубей в легкоусвояемые белки и аминокислоты. В ходе выполнения работы нами была оптимизирована питательная среда для роста микроорганизмов и продукции протеолитических ферментов».

Исследователи на начальных этапах эксперимента добавляли в «корм» бактерий животные белки альбумин и казеин. Далее с целью удешевления технологии было опробовано применение отходов.

Вместо животных белков были выбраны растительные, содержащиеся в подсолнечном шроте — побочном продукте производства растительных масел, и пшеничных отрубях. Чтобы еще более снизить стоимость питательной среды, источником азота вместо пептона и дрожжевого экстракта выбрали мочевину.

Культивирование выбранных для исследования бактерий Bacillus subtilis проходило в питательной среде, содержащей набор солей, которые обеспечивали потребность микроорганизмов в ионах магния, кальция, натрия и калия, а также 5% отрубей.

Источником углерода исследователи выбрали глюкозу, которую добавляли в различных концентрациях. В подготовленные питательные среды вносился 1% культивированных бактерий и далее в термостатической качалке выполнялось инкубирование при температуре +370 °С и скорости перемешивания 130 об/мин. Количество образующихся аминокислот определялось каждые 24 часа.

«По результатам культивирования можно сделать вывод, что протеолитические ферменты хорошо действуют на добавленные в среды отходы. Разрушая белки до аминокислот, они преобразуют их в более доступную, легче усвояемую форму для потребления сельскохозяйственными животными», — рассказала студентка кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Елена Кравцова, принимавшая участие в экспериментах.

Протеолитическая активность полученной учеными ПНИПУ кормовой добавки составила 0,025 единицы на 1 грамм отрубей, а ее себестоимость была ниже коммерческих аналогов, например, «Протосубтилина». К тому оказалось, что ее очень удобно добавлять в кормовую смесь. Исследователи рассчитали нормы внесения препарата в корма для птиц.

По данным, полученным во время экспериментов, для обогащения пшеничных отрубей был спроектирован биореактор с мешалкой для культуральной жидкости и разработана технологическая схема, которая позволяет получать экономичную кормовую добавку на основе бактерий Bacillus subtilis и отрубей.

Разработка ученых Пермского Политеха сделает питание сельскохозяйственных животных более полезным и безопасным, позволяя животноводству отказаться от профилактического применения антибиотиков. Кроме того, она позволит решить задачу импортозамещения кормовых добавок для сельского хозяйства, отмечается в публикации.