CC BY
111
УДК 636.087.7:573.6
Разработка биотехнологии получения кормовой добавки микоцел и оценка ее качества
Г. В. Фисенко, А. Г. Кощаев, И. А. Петенко, С.С. Хатхакумов
ФГБОУ ВПО «Кубанский государственный аграрный университет»,
Российская Федерация, г. Краснодар
dali_gala@rambler.ru
В современных экономических условиях необходимо создание новых функциональных продуктов путем использования растительного сырья и применения биотехнологических приемов его ресурсосберегающей переработки [4]. Ключевыми компонентами комбикорма являются ферментные добавки, их недостаток в корме приводит к снижению эффективности реализации генетического потенциала птицы и увеличению риска возникновения заболеваний [1, 5]. Поэтому важной научной и практической задачей является разработка комплексных кормовых добавок с ферментативными свойствами, способными улучшить перевариваемость компонентов корма, содержащих клетчатку [3].
Применение целлюлозолитических микроорганизмов, в частности микроскопического гриба рода ТпоЬюСегта, играет важную роль в биоконверсии различных целлюлозных отходов [2]. Такая технология заключается в следующем: сырьевые компоненты (отходы), содержащие сложные полисахариды - пектиновые вещества, целлюлозу, гемицеллюлозу и др., подвергаются воздействию комплексных ферментов, которые расщепляют сложные полисахариды на простые с последующим построением на их основе легкоусваиваемого кормового белка. Таким образом, получаемая кормовая добавка отличается высокой питательностью, более легкой усваиваемостью, биологической активностью, а также ферментной, витаминной и минеральной ценностью.
Целью нашей работы было разработать технологию получения кормовой добавки с целлюлозолитической активностью на основе микроскопического гриба рода ТпоЬюСегта и определить ее токсичность на простейших и теплокровных животных. Разработку лабораторной технологии производства ферментной кормовой добавки с целлюлозолитическими свойствами и определение ее токсичности проводили на кафедре биотехнологии, биохимии и биофизики Кубанского государственного аграрного университета. В качестве продуцента для получения кормовой добавки нами был использован штамм микроскопического гриба ТпоЬоСегта ¡¡дпогит 81-17, предоставленный ФГУ «Краснодарский биоцентр».
Разработанная нами технология получения ферментной кормовой добавки Микоцел включает в себя следующие стадии: хранение маточной культуры микроскопического гриба; выращивание жидкой культуры микромицета; получение ферментной кормовой добавки
и оценка ее качества; фасовка, хранение и обезвреживание отходов производства.
Маточную культуру ТпоЬоСегта ¡¡дпогит 81-17 хранят на скошенном сусле-агаре в холодильнике при температуре 2-4 °С в течение 3-6 мес. Состав среды следующий (на 100 мл): 10 мл сусла, разведенного водопроводной водой до содержания сухого вещества в нем 7 %, 10 г пептона, 2 г дрожжевого экстракта и 5 г микробиологического агара. Перед посевом скошенный сусло-агар проверяют на стерильность. Для этого пробирки инкубируют в течение 2-3 сут. в термостате при температуре 37 ± 1 °С. По истечении указанного срока, при наличии на поверхности незасеянного агара роста микроорганизмов, пробирки отправляют на «убивку» в автоклав. Чистый скошенный агар засевают подготовленным штаммом микроскопического гриба. Контроль качества осуществляют визуально микроскопически.
Жидкую культуру микроскопического гриба выращивают на сахарозо-дрожжевой питательной среде. Засеянные бутыли устанавливают на горизонтальную круговую качалку со скоростью вращения 150-170 об./мин и выдерживают их в течение пяти суток при температуре 24-26 °С. Контроль качества жидкой культуры осуществляют визуально и микроскопически, пересевая культуру в чашки Петри на мясо-пептонный агар (отсутствие посторонней микрофлоры), а также подсчетом в камере Горяева общего титра спор. Допускается хранение жидкой формы препарата в холодильнике при температуре 2-4 °С в течение трех месяцев.
В качестве носителя для производства ферментной кормовой добавки Микоцел используют простерилизованную смесь лузги подсолнечника и отрубей пшеничных (70%-ой влажности), взятых в соотношении 7 : 3. Культивирование проводят методом твердофазной ферментации в тонком слое на поддонах размером 350 * 450 мм с высотой бортов 20 мм при комнатной температуре в течение 7-10 сут. При этом каждый поддон накрывают предварительно обработанной спиртом пленкой размером 500 * 1000 мм с перфорацией шириной 250 мм с обеих сторон. Аэрация обеспечивается за счет пористости субстрата, а отвод теплоты - благодаря перфорированию пленки. Для контроля готового препарата отбирают образец массой 5 г, измельчают и определяют содержание клетчатки, сырого протеина и активность целлюлазных ферментов.
Целлюлазная активность штамма ТпоЬоСегта ¡¡дпогит 81-17, выращенного на смеси лузги подсолнечника и отрубей пшеничных, составляет почти 30 ед./г. Используемый субстрат содержал 37 % клетчатки и 7 % белка. Так, благодаря активности ферментов и хорошей деструктивной способности микромицета, количество клетчатки в корме после твердофазного культивирования уменьшилось более чем на 20 %. При этом интенсивный рост микроскопического гриба и быстрое его
разрастание в субстрате способствовали увеличению белка более чем на 50 %.
Конечный этап производства включает подсушивание в термошкафу при 40 °С готового препарата Микоцел, его механическое измельчение на лабораторной мельнице и фасовку в целлофановые пакеты с замком Zip-Lock. Упакованную кормовую добавку хранят в течение 4-6 мес при 20-25 °С или в течение 9 мес в холодильнике.
Одним из параметров установления биологической ценности кормовой добавки Микоцел было определение в ней токсичности, так как микроскопический гриб р. ТпоЬоСегта может быть потенциальным аллергеном и являться возбудителем токсикозов. Исследуя отруби и лузгу подсолнечника на общую токсичность экспресс-методом на стилонихиях, отмечили практически 100%-ную сохранность инфузорий для каждого экстракта, что свидетельствует о нетоксичности компонентов субстрата. В свою очередь, результаты кормовой добавки показали 97,5 % выживаемости инфузорий в водном экстракте и 89,7 % - в водном растворе ацетонового экстракта, что позволяет нам отнести ее к категории нетоксичных кормов.
На протяжении всего острого опыта мыши сохраняли активность и подвижность, а также хороший аппетит, в итоге отклонений от нормы поведения замечено не было. Также по результатам опыта была 100%-ная сохранность лабораторных животных во всех группах. По окончании исследования мышей усыпили медицинским эфиром и провели вскрытие, которое показало, что внутренние органы были в пределах физиологической, патолого-анатомические изменения выявлены не были.
При проведении хронического опыта по выявлению общей токсичности кормовой добавки Микоцел перепела обеих групп на протяжении 30 дней сохраняли активность и хороший аппетит, отклонения в поведении и токсикоз замечены не были. Исследование показало 100%-ную сохранность поголовья в обеих группах. Однако установлено, что по окончании опыта живая масса перепелов в опытной группе, получавшей ферментную кормовую добавку, была достоверно выше на 6 % по сравнению с контролем. К тому же затраты корма на 1 кг прироста живой массы птицы в опытной группе составили 3,58 кг, что на 7,5 % ниже, чем в контроле. Нами установлено, что значительных изменений в морфологических и биохимических показателях крови при использовании кормовой добавки Микоцел не выявлено, все было в пределах физиологических норм.
Таким образом, ферментная кормовая добавка Микоцел, полученная методом твердофазной ферментации в тонком слое на смеси лузги подсолнечника и отрубей пшеничных, характеризуется пониженным содержанием клетчатки, повышенным - белка и обладает целлюлазной активностью не ниже 30 ед./г, а также является нетоксичным продуктом, который мы рекомендуем для птицеводства.
