Федеральный исследовательский центр Биотехнологии РАН разработал кормовые ферментные препараты нового поколения, в которых содержатся высокоактивные, стабильные и не ингибируемые белковыми ингибиторами злаков ферменты и минимум балластных белков.эндо-1,4-β-глюканазу (целлюлазу), эндо-(1,3) 4-β-глюканазу (β-глюканазу), эндо-1,4-β-ксиланазу (пентозаназу), имеющие минимальное содержание балластных белков.
Зерновые культуры широко применяются как сырье в производстве кормов, но в них содержатся некрахмальные полисахариды (НПС) – целлюлоза, β-глюканы, ксиланы. Эти составляющие не оказывают положительного влияния на переваримость корма. Ферменты карбогидразы (целлюлазы, β-глюканазы, ксиланазы) разрушают НПС, именно поэтому ферментные препараты (ФП) карбогидраз автино применяют как кормовые добавки при кормлении сельскохозяйственных птиц и животных.
ФП карбогидраз производятся в промышленном масштабе отечественными и зарубежными компаниями и используются в различных отраслях промышленности и сельского хозяйства. По сложившейся практике в большинстве случаев в качестве традиционных кормовых ФП первого поколения используются те же, что и для других областей применения, без специальной адаптации к кормовому применению.
Требования, предъявляемые к эффективным кормовым ФП, заключаются в следующем:
Их состав должен быть сбалансированным. компонентным (повышенное содержание полезных для кормового применения ферментов с минимальным содержанием «балластных» ферментов). Ферменты в составе препаратов должны обладать повышенной молекулярной активностью. Ксиланазы не должны ингибироваться белковыми ингибиторами злаков. Ферменты должны быть стабильны при 75–80 ºС (температура гранулирования комбикормов) – это относится в первую очередь к ксиланазам, менее стабильным, чем целлюлазы и β-глюканазы.Нами (ФИЦ Биотехнологии РАН – maple) реализованы подходы по созданию кормовых ФП нового поколения, отвечающих выдвинутым требованиям.
Кормовые ФП первого поколения содержат значительное количество «балластных» ферментов, что уменьшает эффективность их применения в качестве кормовых добавок. В табл. 1 приведен состав двух коммерческих кормовых ФП первого поколения – один из них позиционируется производителем как Целлюлаза, второй – как Ксиланаза.
Оба ФП имеют одинаковый по качественному составу ферментный комплекс: мажорными ферментами являются целлобиогидролазы, которые не вносят значительный вклад в разрушение НПС и являются с точки зрения кормового применения «балластными». Кормовые ферменты представлены эндоглюканазами (β-глюканазами) и ксиланазами. Основное различие между двумя ФП состоит в разном содержании ксиланаз (4 и 18% для Целлюлазы и Ксиланазы), при этом содержание эндоглюканаз (β-глюканаз) в обоих ФП практически одинаковое (17,5 и 16%).
Нами создано семейство штаммов микроорганизмов – продуцентов эндоглюканаз (целлюлаз), β-глюканаз и ксиланаз, использование которых позволило получить ФП целлюлаз нового поколения (Целлюлаза-Н, Ксиланаза-Н, Целлюлаза-Ксиланаза-Н). Эти ФП при одинаковой дозировке с коммерческими ФП первого поколения они обеспечивают более быстрое и глубокое разрушение НПС, что делает их перспективными для использования в качестве кормовой добавки.
В табл. 2 приведен состав новых ФП. Целлюлаза-Н характеризуется высоким содержанием эндоглюканаз (β-глюканаз) – около 70% от общего содержания белка, Ксиланаза Н – высоким содержанием ксиланазы (40–50% от содержания белка), Целлюлаза-Ксиланаза-Н содержит около 20% эндоглюканаз (β-глюканаз), а также около 60% ксиланазы. При этом содержание балластных ферментов в ФП нового поколения существенно снижено.
Кроме того, удалось существенно повысить удельную эндоглюканазную (в 2–4 раза) и β-глюканазную (в 6–7 раз) активность Целлюлазы-Н и примерно в два раза удельную ксиланазную активность Ксиланазы-Н по сравнению с традиционно используемыми ФП. Новые ФП демонстрировали более высокую стабильность эндоглюканазной и β-глюканазной активности: при 75–80 °С время полуинактивации эндоглюканазной и β-глюканазной активности в 2–2,5 раза, а ксиланазы – в 8–10 раз превосходит таковое для традиционных ФП.
Большинство из микробных ксиланаз, входящих в состав кормовых ФП первого поколения, ингибируются белковыми ингибиторами зерна (пшеницы и ржи), что уменьшает эффективность их применения, причем этот фактор обычно не учитывается потребителям при выборе ФП. Поэтому особенно следует подчеркнуть, что созданные нами ФП нового поколения (Ксиланаза-Н, Целлюлаза-Ксиланаза-Н) содержат ксиланазу, не ингибируемую белковыми ингибиторами зерна злаков.
Таким образом, созданы кормовые ФП нового поколения, отвечающие требованиям к ним, сформулированным нами выше. В заключение отметим, что опытные партии кормовых ФП нового поколения были произведены на заводе и успешно прошли испытания в кормлении птицы.
Автор: Аркадий Синицын, доктор химических наук, профессор, заместитель директора по науке Федерального исследовательского центра «Фундаментальные основы биотехнологии» Российской академии наук (ФИЦ Биотехнологии РАН)
Источник: Журнал СФЕРА: МЯСНАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ № 1 (116) 2017 год страница 68
Оценили 86 человек
96 кармы