CC BY
31
УДК 631.15:636.086.72
ОБЗОР СОСТОЯНИЯ РЫНКА ОТХОДОВ ВТОРИЧНОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СЕМЯН
ПОДСОЛНЕЧНИКА
Никанова Д.А.1, Логвинова Т.И.2, Артемьева О.А.3 ©
1 2
Младший научный сотрудник; кандидат биологических наук, научный сотрудник;
3кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник.
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский институт животноводства имени академика Л.К. Эрнста»
Аннотация
В статье показано значение кормового белка и рассмотрена перспектива получения кормового дрожжевого белка из продуктов вторичной переработки семян подсолнечника.
Ключевые слова: сахаридный сироп, вторичное сырье, биомасса дрожжей, микробный протеин, кормовой белок.
Keywords: sugar syrup, recycled resources, yeast biomass, microbial protein, feed protein.
Одним из перспективных направлений при интенсивном развитии животноводства является использование отходов вторичной переработки возобновляемых растительных ресурсов (шрота подсолнечника), определяющее инновационное развитие биотехнологии. Важнейшим приоритетом является разработка и внедрение технологий по переработке малоценных отходов (сахаридного сиропа) в белковые продукты микробного происхождения для сельскохозяйственных животных.
По данным на 2013 год в структуре посевных площадей подсолнечник занимает 9,3 % и уступает по данному показателю только пшенице, ячменю и многолетним травам для кормовых целей. Валовый сбор семян подсолнечника на зерно за десять лет увеличился более чем в 2 раза, в 2013 г. достиг рекордного показателя в 10,6 млн. т и имеет тенденции к росту [1].
Россия (наряду с Аргентиной, Европейским союзом и Украиной) является крупнейшим производителем шрота подсолнечника, который является побочным продуктом, относящимся к категории отходов, получаемых после экстрагирования жира из семян масличных растений органическими растворителями в дистилляторах и испарителях. Положительная динамика развития российского рынка жмыха и шрота в 2009-2012 гг связана с реализацией Министерством сельского хозяйства отраслевой целевой программы «Развитие производства комбикормов в Российской Федерации на 2010-2012 годы». Так, предложение жмыха и шрота в 2013 году выросло на 25,4%: с 5,1 млн. т в 2009 году до 6,4 млн. т в 2013. Рост предложения жмыха и шрота напрямую связан с увеличением спроса на эту продукцию со стороны животноводческих отраслей. Рынок жмыха и шрота в большей степени ориентирован на внутреннее потребление [2].
Основное направление потребления шротов масличных культур - использование их в качестве ингредиента в составе различных видов комбикормов для крупного рогатого скота, птицы, свиней, потому что он является натуральной высокопротеиновой добавкой, содержащей белки, витамины B и E, клетчатку и минеральные вещества. За последние пять лет натуральный объем продаж комбикормов в России увеличился на 33,9%: с 17,9 млн. т в 2011 году до 24 млн. т в 2015 году. Наибольшая доля рынка комбикормов принадлежит внутреннему производству. Так, производство комбикормов демонстрировало стабильный ежегодный прирост, который напрямую связан с увеличением спроса на продукцию со
© Никанова Д.А., Логвинова Т.И., Артемьева О.А., 2016 г.
стороны животноводческой отрасли. Поголовье птицы возросло на 13,8% а овец - на 8,8% за период 2011-2015 гг., в то время как поголовье крупного рогатого скота сократилось на 6,1%. По прогнозам в 2020 г объём продаж комбикормов в стране будет выше значения 2015 г на 25% и составит порядка 30 млн. тонн [3]. Рост продаж обеспечат госпрограммы по замещению импортных составляющих комбикорма отечественными аналогами, направленные на развитие животноводства и птицеводства в России.
Компанией ООО «Биотехнологии» предложен проект «Протеин России. Высокотехнологичное производство кормового белкового концентрата из масленичных культур» по переработке отходов маслоэкстракционного производства (шрота подсолнечника) в продукты с высокой добавленной стоимостью: белковый концентрат с содержанием протеина 83%, сахаридный сироп, топливные пеллеты [4]. По оценкам маркетинговой исследовательской компанией BusinesStat в 2013 году увеличение спроса на кормовой белок составило 16% по отношению к 2012 году. Однако в целом за 2010-2014 гг объём спроса снизился почти на 16%: со 160,3 тыс т до 134,8 тыс т. Основное снижение спроса связано с сокращением реализации кормового белка на внутреннем рынке. Если в 2010 г на долю внутренних продаж продукции приходилось 81,2% от объёма спроса, то уже в 2014 г данная доля опустилась до 44,3%. В свою очередь доля экспортных поставок за 2010-2014 гг выросла с 18,8% до 55,7%. Таким образом, развитие экспортного потенциала рынка стало основным фактором увеличения внутреннего производства кормового белка в стране. В натуральном выражении экспортные поставки кормового белка из России на международный рынок за период с 2010 по 2014 гг выросли в 2,5 раза: с 30,1 тыс т до 75 тыс т. По прогнозам BusinesStat основной рост продолжит обеспечивать потенциал международного рынка, который в 2019 году составит 143,5 тыс. т. [5].
В связи с тем, что получаемый из семян подсолнечника белок дефицитен по лизину и треонину, актуальным является модификация белков с целью получения продукта с необходимыми функциональными свойствами. [6]. Микробиологические методы позволяют восстанавливать и улучшать кормовые качества вторичного сырья, дополнительно получать продукты кормового назначения повышенной биологической ценности, что является основой наиболее полной конверсии и увеличения доли переработки сельскохозяйственных отходов биотехнологическими методами [7].
Микробный протеин, синтезируемый дрожжами, по усвояемости и содержанию аминокислот, превосходит протеин животного происхождения, повышает биологическую ценность белков других кормов. Белок кормовых дрожжей переваривается в организме животных на 95%. Сера и ее соединения, входящие в состав, участвуют в биологических процессах образования аминокислот. Ферментные системы дрожжей катализируют процессы усвоения аминокислот и синтеза белка. Фосфор и кальций, находящийся в составе дрожжей, способствуют нормальному развитию костного скелета. Витамины группы В, входящие в состав дрожжей, являются регуляторами метаболизма жиров. Противопоказаний к применению кормовых дрожжей не имеется. Передозировка кормовых дрожжей не вызывает побочных явлений. Применение продукта не влияет на сроки убоя животных и использование молока.
Вид кормовых дрожжей определяется штаммом гриба-продуцента и средой его выращивания. В качестве штаммов-продуцентов кормового белка используют микроскопические грибы родов Candida, Saccharomyces, Hansenula, Torulopsis и др. они представляют собой одноклеточные микроорганизмы (грибы), способные развиваться в питательной среде, которая содержит источники углеводного и минерального (N, Р, К, Mg, Са, Fe, Mn, Zn и т.д.) питания, а также растворенный кислород [8]. В процессе роста биомассы в дрожжевой клетке происходит ферментативный синтез белка. Сырьем для питательных сред могут служить: углеводороды нефти (очищенные жидкие парафины), низшие спирты (этанол и метанол), гидролизаты древесных отходов (опилки, стружка, щепа), гидролизаты с/х отходов (солома, шелуха семян, кукурузная кочерыжка и т. п.),
сульфитные щелока целлюлозно-бумажного производства, послеспиртовые барды гидролизно- и сульфитно-спиртовых производств [9].
Отдельные технологические и органолептические характеристики трёх групп дрожжей приведены в таблице 1.
Таблица 1
Некоторые технологические характеристики дрожжей разных групп
Тип кормовых дрожжей Среды для культивирования дрожжевых клеток Структура готового кормового продукта Цвет готового кормового продукта Выход дрожжей на 1000 кг сухого сырья
Гидролизные Древесные и сельскохозяйственные отходы Порошок, гранулы Жёлтый, тёмно-жёлтый 240-450
Кормовые классические Послеспиртовая барда Чешуйчатый порошок, гранулы Светло-коричневый -коричневый 260-400
БВК Парафины нефти, низшие спирты, природный газ Порошок, гранулы Светло-жёлтый-светло-коричневый 600-800
Производство биомассы дрожжей на дешёвом сырье рассматривают как одно из средств устранения растущего белкового дефицита в питании животных. В этом аспекте субстратом для получения микробного кормового белка может служить сахаридный сироп подсолнечника, который является вторичным продуктом переработки шрота подсолнечника и представляет собой концентрат сахаридов и пищевых волокон, производимый путем концентрации растворенных в воде углеводов, отделенных от белков в процессе производства белкового концентрата. Сироп содержит до 40% низкомолекулярных сахаров, до 22% олигосахаридов, что дает возможность при обработке энзимами увеличить выход низкомолекулярных сахаров до 76% и низкомолекулярных белков — до 11%. Основную часть сиропа составляет сахароза 23,10 г/100 г, которая относится к дисахаридам [10]. В период с 2014 по 2016 гг. компания ООО «Биотехнологии» производит 5,4 тыс. тонн сиропа в год. По прогнозам в 2018 году объем производимого продукты увеличится до 61,4 тыс. т. в год, что даёт основание для планирования научно-исследовательских работ для использования сахаридного сиропа в качестве субстрата.
При производстве кормовые дрожжи должны соответствовать требованиям, обеспечивающим безопасность для жизни, здоровья животных и охраны окружающей среды.
По органолептическим показателям, содержанию влаги и золы кормовые дрожжи должны соответствовать требованиям, указанным в таблице 2
Таблица 2
Зоотехнические показатели
Наименование показателя Характеристика, значение показателя
Цвет От светло-желтого до коричневого
Запах Свойственный дрожжам, без постороннего запаха
Массовая доля влаги, %, не более: 10,0
Массовая доля золы, %, не более 10,0
По показателям безопасности (содержание токсичных элементов, содержание дезоксиниваленола, содержание нитратов и нитритов) кормовые дрожжи должны соответствовать требованиям и нормам, установленным нормативными правовыми актами Российской Федерации, по остальным показателям - указанным в таблице 3.
Таблица 3
Основные показатели безопасности
Наименование показателя Значение показателя
Массовая доля металломагнитных примесей (частиц размером до 2 мм), мг/кг, не более 20,0
Наличие дрожжевых клеток в 1 г продукта Не допускается
Наличие патогенных микроорганизмов:
- сальмонеллы в 25,0 г Не допускается
- патогенные эшерихии в 25,0 г Не допускается
Кормовая ценность дрожжей должна соответствовать требованиям, указанным в таблице 4.
Таблица 4
Показатель кормовой ценности
Наименование показателя Значение показателя
Массовая доля сырого протеина в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не менее 43,0
Массовая доля белка по Барнштейну в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не менее 33,0
Массовая доля сырой клетчатки в пересчете на абсолютно сухое вещество, %, не более 15,0
Анализируя рынок семян подсолнечника, жмыхов, шротов, кормового белка, комбикормов и сахаридного сиропа можно сделать вывод об актуальности разработки методов и технологий получения кормового белка микробного происхождения при использовании продуктов вторичной переработки семян подсолнечника, что полностью соответствует Комплексной программе развития биотехнологий в Российской Федерации на период до 2020 года.
Литература
1. Федеральная Служба Государственной Статистики. Центральная База Статистических Данных. Электронный ресурс: http://www.gks.ru/ (дата обращения: 16.05.2014)
2. Анализ рынка жмыха и шрота в России в 2009-2013 гг, прогноз на 2014-2018 гг. BusinesStat. Электронный ресурс: http://businesstat.ru
3. Анализ рынка комбикормов в России в 2011-2015 гг, прогноз на 2016-2020 гг. BusinesStat. Электронный ресурс: http://businesstat.ru
4. Электронный ресурс: http://www.bio-t.pro
5. Анализ рынка кормового белка в России в 2010-2014 гг, прогноз на 2015-2019 гг. BusinesStat Электронный ресурс: http://businesstat.ru
6. Источники пищевого белка, под ред. Яковлевой Н.И. / : М.: Колос, 1979. - 302 с.
7. Баурин Д. В. Комплексная технология переработки шрота подсолнечника с получением изолята белка и углеводно-белкового корма. Диссертация. Москва, 2014
8. Логвинова Т.И. Современный аспект изучения изолятов дрожжей, выделенных из биологических объектов / Т.И. Логвинова, О.В. Павлюченкова, Е.Н. Колодина // Сборник научных трудов по материалам XIX Международной научно-практической конференции «Инновационные направления развития АПК и повышение конкурентоспособности
предприятий, отраслей и комплексов - вклад молодых ученых» [Текст]. - Ярославль : Изд-во ФГБОУ ВО Ярославская ГСХА, 2016. - 290 с.
9. Новые химические технологии / Аналитический портал химической промышленности. Электронный ресурс: http://www.newchemistry.ru
10. Артемьева О.А., Павлюченкова О.В. и др 2015/ Возможности использования продуктов вторичной переработки для получения кормового белка.
