Корма, содержащие недостаточно протеина, незаменимых аминокислот и витаминов, неэффективны и невыгодны. Расход их для получения той или иной животноводческой продукции повышается в несколько раз. В условиях интенсивного ведения хозяйства важно не только обеспечить достаточное валовое производство кормов, но и получать корма с высоким содержанием в них белка и сбалансированными по аминокислотному составу.
Белковый и аминокислотный обмен различен у жвачных и нежвачных животных. У последних желудок однокамерный, и микрофлора их желудочно-кишечного тракта проявляет свою активность в кишечнике. Существенных синтетических процессов микробиологического характера в желудке нежвачных животных не протекает. Под влиянием желудочного сока здесь из белков корма образуются аминокислоты, и осуществляется реакция переаминирования. Однако такие незаменимые аминокислоты, как лизин, треонин, аргинин, в результате переаминирования не синтезируются вовсе или синтезируются в таком малом количестве, что это не имеет практического значения. Поэтому для нежвачных животных данные аминокислоты в необходимых количествах должны присутствовать в пищевом рационе.
Жвачные животные менее требовательны к полноценности белков корма, так как обитающая в их преджелудках богатая микрофлора синтезирует даже из простых, содержащих азот веществ все аминокислоты, в том числе и незаменимые. Первоначально микроорганизмы синтезируют белок в своих клетках, после отмирания, которых аминокислоты освобождаются и становятся достоянием животного-хозяина.
Эта особенность жвачных животных позволяет для частичного восполнения дефицита белков использовать в их рационе содержащие азот простые химические вещества (мочевину и соли аммония). В рубце жвачных животных микроорганизмы синтезируют в больших количествах глютамин, глютаминовую кислоту, глицин и валин. Они транспортируются в печень, где синтезируются другие аминокислоты.
В существующих кормовых рационах далеко не всегда имеется достаточно белка, необходимых аминокислот и витаминов. Поэтому ставится вопрос о дальнейшем введении их в корм в виде тех или иных препаратов, в частности, полученных с помощью микроорганизмов. Так, большое внимание ученых привлекает вопрос получения кормового белка путем микробного синтеза. Вследствие быстрого размножения продуктивность микроорганизмов по сравнению с высшими организмами несопоставимо велика. Например, сравнительно небольшой дрожжевой завод в сутки выпускает около 30 т массы, содержащей 15 т белка, то есть 5,5 тыс. т в год. Чтобы получить такую продукцию от крупного рогатого скота, надо иметь стадо в несколько десятков тысяч голов.
Научные основы получения кормового белка на углеводородах сейчас изучены достаточно хорошо. Организовано крупномасштабное получение кормового белка. Готовая продукция представляет собой массу, имеющую лишь 7—10% влаги — белково-витаминный концентрат (БВК).
Изучение состава БВК показало, что он не уступает кормовым продуктам животного происхождения. БВК имеет все незаменимые аминокислоты, в тех же количествах, что и традиционные кормовые добавки. Лишь по содержанию метионина он несколько уступает рыбной муке. БВК богат витаминами и по ряду показателей превосходит рыбную муку и соевый шрот. Испытания показали полную безвредность и биологическую ценность БВК для животных. В частности, этот препарат может заменить молоко при выпойке телят.
Ставится вопрос не только об увеличении производства БВК, но и о получении кормового белка на материалах, более дешевых, чем жидкие парафины. Желательно иметь возобновляемое сырье. Так, проводится экспериментальная работа по получению бактериального белка из газообразного углеводорода — метана.
Большое внимание в нашей стране и за рубежом уделяют получению белка с помощью автотрофных водородных бактерий. Используя окисление водорода как энергетический процесс в качестве источников питания, они довольствуются лишь минеральными соединениями.
В настоящее время многими научными учреждениями проведена успешная разработка методов получения кормового белка из различных отходов. Некоторые из них могут быть использованы для промышленного получения белка, другие — в хозяйственных условиях.
В качестве возможного сырья для получения микробного белка представляют интерес различные целлюлозосодержащие отходы промышленности и сельского хозяйства. Для обогащения белком измельченных целлюлозных отходов целесообразнее использовать культуры микроскопических грибов, которые могут активно разрушать клетчатку, одновременно накапливая белок.
Для выработки грибного мицелия можно использовать не только целлюлозу, но и другие вещества — крахмальные гидролизаты, отходы зерна и т. д. Так, в Институте микробиологии АН БССР разработан метод глубинного культивирования мицелия базидиального трутового гриба Daedaleopsis confragasa на средах с молочной сывороткой. Из 1 т молочной сыворотки может быть выработано 20 кг высушенной измельченной массы, имеющей около 50% сырого протеина и содержащей ряд незаменимых аминокислот.
На молочной сыворотке с успехом размножается базидиальный съедобный гриб Panus tigrinus (пилолистник тигровый). Выращенный и измельченный мицелий этого гриба имеет около 45% сырого белка, который близок по составу к животным белкам.
Институт микробиологии и вирусологии рекомендует, как белковую добавку к бедным кормам давать кормовые дрожжи Candida, выращенные на разваренной зерновой дерти, муке или других субстратах. Перед использованием дрожжевую массу прогревают в целях разрушения дрожжевых клеток, что повышает их усвояемость. Кормовые дрожжи следует готовить в местах их потребления, а не на заводах.
Многие микроорганизмы могут быть использованы для получения незаменимых кормовых аминокислот и витаминов. Замечательное свойство многих микроорганизмов — способность накапливать в среде огромное количество некоторых ценных аминокислот. Размер этого «сверхсинтеза» может быть очень большим. Так, аспарагиновой кислоты некоторые микроорганизмы производят до 200 г, глютаминовой — до 100, валина — до 16 г на 1 л среды. Имеются микроорганизмы, синтезирующие значительные количества L-лизина, L-валина, L-метионина и триптофана.
В России микробиологическим способом получают лизин. Для синтеза L-лизина используют культуру Brevibacterium sp., в качестве сырья — уксусную кислоту, минеральные соли, мелассу, кукурузный экстракт и некоторые отходы пищевой промышленности. Лизин выпускается в виде жидкого концентрата (ЖКЛ), сухого концентрата (ККЛ) и кристаллического препарата.
Задание: Подготовьте доклад по теме: «Биотехнология получения аминокислот, белков» (3 – 4 страницы)
Примерный план доклада: 1. Значение незаменимых аминокислот 2. Продуценты белков и аминокислот 3. Использование продуктов микробного синтеза в сельском хозяйстве
Рекомендуемые интернет – ресурсы: Способы получения аминокислот — Студопедия studopedia.ru›2_97365… polucheniya - aminokislot. html