Новости
27.03.2024
27.03.2024
27.03.2024
|
Продукты микробиологического и химического синтеза14.09.2015
В последние годы достигнуты большие успехи в разработке способов получения белковых кормов и биологически активных веществ методом промышленного синтеза. Путем культивирования дрожжей, бактерий, плесневых грибов, водорослей на средах, содержащих минеральные соли и источники углерода (ацетон, альдегиды, простые сахара, спирт, углерод угля, парафины, углеводороды нефти, природного газа и т. д.), получают высокоценные корма, богатые белком. Определенный интерес представляют кормовые дрожжи, полученные из технически чистых культур дрожжей, выращенных на барде гидролизных производств и высушенных на распылительной сушилке с кормовым концентратом аминокислоты l-лизина в соотношении 85-90% и 15-10%, соответственно. Дрожжи белковые кормовые, обогащенные лизином, должны соответствовать следующим требованиям: влажность - не более 10%, содержание протеина - не менее 45%, золы - не более 12%, свободного l-лизина-монохлоргидрата - 2-3%, металлопримеси и песок - не допускаются (ТУ 59-12-2-73). По скорости накопления и составу каротиноидов интерес представляют красные дрожжи - Rhodotorula gracilis и Rhodotorula rubra, из биомассы которых получают каротиноидные дрожжи. Каротиноидные дрожжи являются высокобелковым и витаминным кормом. Они имеют следующий химический состав (%): протеин - 50, углеводы - 35, жир - 5, минеральные вещества - 10. Белковый комплекс их содержит все незаменимые аминокислоты, которые составляют 42% от состава белка. В 1 кг сухого вещества этих дрожжей содержится витаминов (мг): каротина - 1000-1600, провитамина D - 1000, тиамина - 2-18, рибофлавина - 21-28, пиридоксина - 9, витамина B12 -100, пантотеновой, никотиновой, фолиевой и аскорбиновой кислот - соответственно, 12-17, 110-180, 485 и 1000-2500. Пигменты дрожжей представлены в основном бета-каротином, торулином и торулородином. Исследованиями установлено, что каротиноидные дрожжи обладают А-витаминной активностью и могут быть использованы в качестве заменителя дорогостоящего витамина А. Мицелиальные отходы являются ценным источником белка. К ним относится мицелий продуцентов антибиотиков (пенициллина, биомицина), лимонной кислоты (гриб из рода Aspergillus). Нативный мицелий пенициллина содержит 18,3% органических веществ и 1,2% золы. В состав органического вещества входит 60,4% протеина, 0,9 - клетчатки, 0,6 - жира и 10,4% БЭВ. Протеин мицелия содержит все незаменимые аминокислоты. Мицелий биомицина состоит из 15,4% сухого вещества, в котором на долю органических соединений приходится 98%, и 2% составляет зола. В органическом веществе содержится протеин (60,5%), сырая клетчатка (3,2%) и БЭВ. Основное требование к мицелиальным массам антибиотиков - минимальное содержание активного начала. В противном случае применение мицелия приводит к возникновению в организме животных рас микробов, устойчивых к этим видам соединений. Мицелий продуцента лимонной кислоты, выращиваемый на отходах свеклосахарных предприятий (мелассе), содержит до 31,5% протеина, 4,0-4,5% жира, 12-35% клетчатки, 47-48% БЭВ и 3-5% золы. Протеин его богат лизином, триптофаном, лейцином и особенно фенилаланином. В 1 кг мицелия содержится около 3000 ккал обменной энергии. Он используется в кормлении животных не только как источник белка, но и как источник протеолитических и амилолитических ферментов. Карбамид вводят в комбикорм для устранения или уменьшения дефицита протеина в рационах крупного и мелкого рогатого скота. В нашей стране рекомендованы промышленные способы ввода карбамида в комбикорма в виде смеси с наполнителем или в растворе с мелассой. Высокое количество легкопереваримых углеводов в этих кормах способствует эффективному использованию карбамида. Нетоксичным является препарат карбамида - ОТИ - продукт химического взаимодействия карбамида и сахаров мелассы в присутствии серной или фосфорной кислот. Следует отметить, что карбамид является нетехнологичным продуктом: комкуется и слеживается, теряя сыпучесть, ввиду высокой гигроскопичности. Поэтому рекомендовано смешивание его с наполнителями (бентонитом, подсолнечным шротом) в соотношениях 1:0,2-1. Такие продукты сохраняют сыпучие свойства 30-40 дней. Для комбикормовой промышленности, согласно НТД, поставляется карбамид марки Б, который представляет собой белые или желтоватые шарообразные гранулы солоновато-горького вкуса с содержанием влаги до 0,25%. В сухом продукте количество азота должно быть не менее 46,1%, биурета - не более 3%, рассыпчатость - не менее 100%, содержание гранул от 1 до 4 мм - не менее 93% (в том числе от 2 до 3 мм -не менее 50%) и гранул менее 1 мм - до 5%; остаток на сите с размером отверстий 5 мм не допускается, механическая прочность на раздавливание равна 300 г на гранулу. Аминокислоты. Протеиновая питательность рациона животных определяется двумя показателями: количеством протеина и его качеством (аминокислотным составом). По своему химическому составу и усвояемости белки компонентов комбикорма имеют значительные различия, которые обусловлены неодинаковым набором аминокислот, различной их комбинацией и совершенно разными концентрациями. Кроме того, качество кормов зависит от содержания в белках необходимых животным аминокислот в доступной форме. Аминокислоты как составные части белков, пептидов, ферментов, гормонов и других регуляторов обмена веществ занимают центральное место в азотистом метаболизме. При гидролизе животных белков различной природы всегда получают 20 аминокислот. Животные хорошо используют l-форму валина, лейцина, изолейцина, лизина и треонина, тогда как триптофан, гистидин, фенилаланин и метионин биологически активны в d- и l-формах. В организме животных часть аминокислот синтезируется из других аминокислот, углеводов и жиров, и поэтому они получили название заменимых. К ним относятся: глицин, серин, аланин, норлейцин, цистин, цитруллин, пролин, оксипролин, тирозин, аспарагиновая и глутаминовая кислоты. В то же время есть аминокислоты, которые не могут образовываться в организме или синтезируются в недостаточном количестве; они должны быть доставлены с кормом в концентрациях, отвечающих физиологической потребности, и их называют незаменимыми. Количество их определяется видовыми особенностями животных. В частности, свиньи и птица должны получать с комбикормами следующие аминокислоты: лизин, метионин, триптофан, аргинин, гистидин, лейцин, фенилаланин, треонин и валин; для цыплят оказался необходимым и глицин. Жвачные требуют меньшего набора аминокислот, так как часть их синтезируется микрофлорой в преджелудках. Установлена взаимозаменяемость аминокислот: метионин частично может быть заменен цистином, фенилаланин - тирозином. На эффективность использования кормов животными большое влияние оказывает степень усвоения аминокислот, уменьшение доступности которых обусловливают следующие факторы. 1. Тепловая обработка кормов, в результате которой свободные аминогруппы белков вступают в химические реакции с углеводами, продуктами окисления жиров, или карбоксильные группы их - с амино- и оксигруппами других аминокислот; например, свободные карбоксильные группы глутаминовой и аспарагиновой кислот взаимодействуют с аминогруппами лизина, аргинина и имидазольной группой гистидина или гидроксильными группами треонина. Образовавшиеся связи в этих реакциях не разрушаются пищеварительными ферментами, поэтому уменьшается количество доступных аминокислот. 2. Слабая переваримость ряда протеинов (зеина, кератинов шерсти, пера и др.), которые не расщепляются пищеварительными ферментами в результате плохой растворимости. 3. Наличие инактивирующих веществ: ингибитор трипсина в зерне сои (ингибирует цистин), овомукоид в яичном белке, госсипол в семенах хлопчатника. 4. Отсутствие в местах синтеза белка в необходимом количестве и нужном соотношении одновременно всех аминокислот, входящих в его став, ввиду медленного высвобождения аминокислот из корма в процессе переваривания и всасывания. Запоздалое добавление к корму дефицитной аминокислоты также неэффективно. 5. Антагонизм между аминокислотами, в частности, С-аминоадипиновая кислота белков кукурузы, которая является одновременно продуктом распада лизина и его антагонистом, включаясь при биосинтезе в белки, вытесняет лизин. Находятся в антагонизме аргинин и лизин; лейцин, изолейцин и валин; тирозин и треонин, метионин и глицин, метионин и аргинин. В связи с этим следует учитывать основные причины снижения доступности аминокислот при промышленном производстве кормов. Главными источниками аминокислот являются естественные корка, среди которых особое значение имеют корма животного происхождения. С целью экономного использования белка, исключения отрицательного влияния аминокислотного соотношения и достижения высокой биологической эффективности комбикорма балансируют по содержанию аминокислот, количество которых определяется нормой потребности и уровнем протеинового питания различных видовых и половозрастных групп животных. Из всех незаменимых аминокислот первостепенное значение имеет лизин, затем метионин, цистин, триптофан, которые получили название «критических», и треонин. В комбикормовой промышленности в качестве компонентов комбикормов используют в основном вышеназванные аминокислоты. Лизин (α-ε-диаминокапроновая кислота) содержит две аминогруппы и одну карбоксильную, поэтому он обладает свойствами основания. Лизин встречается во всех белках, особенно его много в протаминах. Растительные корма концентрируют его в незначительных количествах, в связи с чем в комбикормах (рационах) этой аминокислоты часто не хватает. Недостаток лизина приводит к снижению аппетита, потере веса, уменьшению яйценоскости, нарушению кальцификации костной ткани, истощению, развитию анемии вследствие нарушения гемопоэза и синтеза гемоглобина. Он необходим животным для регуляции обмена азота, углеводов, синтеза важнейших белков — нуклеопротеидов, хромопротеидов и других, поддержания полового цикла; входит в состав белковых веществ сперматозоидов. Лизин получают путем микробиологического синтеза с помощью штаммов Brevibacterium. В качестве сырья используют мелассу, сульфат аммония; для увеличения выхода лизина применяются фосфаты. На этой основе получают кормовой концентрат лизина (ККЛ), представляющий собой непрозрачную жидкость темно-коричневого цвета с запахом, характерным для ККЛ. Согласно техническим условиям, он должен содержать: сухих веществ - не менее 45-60%, монохлоргидрата лизина - не менее 7-14%, рибофлавина - 100 мкг/г, бетаина - 5%, удельный вес ККЛ равен 1,15-1,30 г/см3, pH - 4,5-6,0. Помимо лизина, ККЛ богат метионином, триптофаном, аргинином, гистидином и валином, по количеству которых превосходит кормовые дрожжи, но беднее последних по уровню треонина, лейцинов и фенилаланина. В 1 кг продукта содержится около 2800 ккал обменной энергии, 500 мг никотиновой, 5000 мг пантотеновой и 2000 мг фолиевой кислот. ККЛ обладает хорошей текучестью при температуре окружающей среды 10-25 °С. Для осуществления ввода его в комбикорма целесообразно использовать оборудование технологической линии ввода жиров. Препарат в количестве 1-4% почти не изменяет физико-химические свойства комбикормов. Срок хранения ККЛ определяется одним месяцем. Монохлоргидрат лизина - сыпучий кристаллический порошок от светло-коричневого до светло-желтого цвета, без запаха, горьковато-соленого вкуса, хорошо растворимый в воде. Температура плавления 263-264 °С. Его получают путем микробиологического синтеза с последующей фильтрацией культуральной жидкости, сорбцией лизина на катионитах и десорбцией аммиачной водой. По физико-химическим показателям продукт должен отвечать следующим нормам: - влажность - не более 2%, - α-монохлоргидрат лизина от сухого вещества - 95-97%, - зола - не более 1-2%, - лизин - 78%. Применяют препарат дня балансирования рационов и комбикормов для свиней, птицы, телят до трехмесячного возраста. Его можно вводить как через премиксы, так и непосредственно в комбикорма. Лизин малогигроскопичен и высокоэффективен. Его упаковывают по (15±0,2) кг или по (0±0,2) кг в полиэтиленовые мешки или мешки-вкладыши пленочные, которые затем вкладывают в четырехслойные бумажные мешки. Срок годности - 1 год. Лизин синтетический, поступающий в последнее время на рынок, в комбикормах для свиней без соевого шрота и рыбной муки является Обязательным компонентом. Доведение содержания лизина в комбикорме до нормы дает возможность проявить функции данной аминокислоты в полном объеме. Метионин (α-амино-γ-тиометилмасляная кислота) является моно-аминомонокарбоновой серосодержащей аминокислотой, имеющей слабосвязанную метальную группу, обладающую высокой реакционноспособностью. Недостаток его приводит к снижению роста, ожирению печени, нарушению функции почек, снижению уровня лецитина, к атрофии мышц и развитию анемии. В комбикормах для птицы становится обязательным компонентом. Метионин способствует росту наружного покрова, препятствует окислительной деструкции белковых веществ, участвует в образовании глобина, обладает липотропным действием, является источником метальных групп при синтезе холина и каротина. Метионин на 20-50% можно заменить цистином и наоборот, поэтому наличие в рационе достаточных количеств цистина сокращает расход метионина. В последние годы метионин и глицин в сочетании с пропионово-ацидофильной бульонной культурой применяют для смещения пола у потомства кур в женскую сторону. Метионин - это белый кристаллический порошок со слабым неприятным запахом меркаптосоединений, сравнительно плохо растворимый в воде. Dl-метионин содержит 95-98% чистой аминокислоты, температура плавления которой равна 272-276° С. Лево- и правовращающие формы метионина одинаково усваиваются животными. Метионин характеризуется следующими физико-механическими свойствами: - влажность - 0,1%, - плотность - 1340 кг /м3, - средний размер частиц - 0,5 мм, - объемная масса - 392 кг/м3, - угол естественного откоса - 39 град., - коэффициент внутреннего трения - 0,11, - сыпучесть - 6 баллов, - распыляемость - 49,9%, - гигроскопичность - 64%. Метионин упаковывают в полиэтиленовые мешки, вложенные в четырехслойные бумажные мешки, массой нетто 20 кг. Цистин - α-диамино-β-дитиодипропионовая кислота является продуктом окисления цистеина. Метионин и цистин тесно связаны между собой в обмене веществ, поэтому при разработке рационов метионин учитывается вместе с цистином. L-Триптофан является аминокислотой гетероцикличного ряда, которая находится в рационах на грани недостаточности в связи с тем, что ее мало в кукурузе и других кормах. Триптофан и его производные принимают участие в регуляции эндокринного статуса, воспроизводительных функций, гемопоэза, необходимы для синтеза гемоглобина и глазного пигмента. Триптофан выпускают с содержанием 98% действующего начала, до 1% сырой золы, влажностью до 1%. Ранее отечественной промышленностью выпускались триптофан кристаллический технический с содержанием 70% действующего начала, с 1,5% золы, 2% воды и кормовой концентрат триптофана, в котором содержится до 2,8% чистого вещества. L-Треонин является оксиаминокислотой, входящей в состав многих белков корма. Поэтому обычные рационы, содержащие кукурузу, ячмень, шроты, мясокостную или рыбную муку, обеспечивают свиней и птицу достаточным количеством треонина. Однако в рационах с преобладанием пшеницы, бобов, отрубей пшеничных или овсяных, сухого свекловичного жома, обрата и других кормов может наблюдаться дефицит аминокислоты. Препарат имеет содержание действующего начала 98%, влажность - до 0,5%, сырой золы - до 0,5%.
|