Компоненты микробиального происхождения

В настоящее время до сих пор разрабатываются методы получения высокобелковых кормов путем их промышленного биосинтеза с помощью низших автотрофных организмов – дрожжей и бактерий. Микроорганизмы превращают простые, сложные и синтетические вещества (целлюлозу, простые сахара, соли аммония, спирт, уксусную кислоту, ацетальдегит, углерод, парафин, нефть, природные газы и т. д.) в ценные кормовые белки. Дрожжи выращивают на различном сырье - соломе, стержнях кукурузных початков, подсолнечной лузге, хлопковой шелухе, сульфитном щелке, гидролизатах древесины, отходах крахмальных заводов, камыше, древесных отходах и т. д. По своему назначению дрожжи делятся на пекарские, пивные, спиртовые, винные, кормовые и др.[1, 23].

Дрожжи являются полноценным источником легкоусвояемого белка, углеводов и витаминов. По биологической ценности протеин дрожжей незначительно уступает протеину животного происхождения. В дрожжах содержится большое количество витаминов группы В, Е и Н, а также гормонов и ферментов, стимулирующих обмен веществ животного организма. Кроме дрожжей для получения кормовой белковой биомассы используют бактерии, усваивающие разный субстрат, в том числе и, например, природный газ. Наиболее широко производства кормовых дрожжей развито на предприятиях целлюлозной промышленности и гидролизных заводах (табл. 56).

Гидролизные дрожжи – это вещество в виде мелких лепестков желтого цвета или желтого порошка, который получают после перемалывания продукта.

 

 

Таблица 56

Состав продуктов микробиологического синтеза по сравнению с основными белковыми кормами животного и растительного происхождения (г /100 г кормов)

Кормовые компоненты	Сырой протеин	Сырой Жир	Безазотистые Экстративные вещества	Сырая клетчатка
Паприн	52 - 64	0,5-0,7	19, 8	0,5
Эприн	55 - 62	4-6	18,0	0,4
Меприн	58 – 66	4-6	19,2	0,6
Ферментолизат паприна	52 - 64	0,3-0,5	19,0	0,5
Микробная биомасса (активный ил, светлый)	55 - 62	1,47	24,8	0,5
Гаприн	70 - 72	5-8	14,0	0,4
Гиприн	40 - 48	0,7-1,2	38,4	0,7
Диприн	69,7	1,5-1,9	14,7	0,6
Пекилопротеин	55,9	1,5-2,2	28,0	8,8
Мука
Рыбная	59,6	6 - 10	1,1 - 1,8	0,0
Мясокостная	50,0	12 - 14	4,3 - 7,4	0,0
Шрот
Соевый	43,0	1,2-1,9	32,0	6,2
Подсолнечный	42,0	1,3-1,7	21,0	12,7

Продолжение таблицы 56

Кормовые компоненты	Сырая Зола	Лизин	Метионин	Триптофан	Цистин
Паприн	7,4	3,14	0,39	0,69	0,69
Эприн	8,12	3,2	2,19	-	-
Меприн	7,03	4,1	0,5	-	-
Ферментолизат паприна	15,6	3,2	0,39	0,68	0,68
Микробная биомасса (активный ил, светлый)	24,8	2,3	0,9	-	-
Гаприн	6,41	2,7	0,23	-	-
Гиприн	6,2	2,9	0,24	0,59	0,33
Диприн	4,4	6,2	1,2	0,8	0,6
Пекилопротеин	5,5	3,0	0,8	0,7	0,50
Мука
Рыбная	23,9	3,9	1,28	0,44	0,52
Мясокстная	21,0	2,9	1,1	1,05	0,75
Шрот
Соевый	6,05	2,7	0,57	0,62	0,74
Подсолнечный	6,83	1,4 - 1,6	0,94	0,68	1,10

Эприн - этаноловые дрожжи, выращенные на синтетическом этиловом спирте. Они обладают высокой питательностью по сравнению с другими микробиологическими продуктами, являются экологически-чистыми веществами. Они содержат большое количество сырого протеина (55 - 62 %). Доля нуклеиновых кислот составляет 7 - 15 %, по сравнению с белково-витаминным концентратом (БВК) n - парафинов в этаноловых дрожжах отсутствует остаточные углеводороды. Дрожжи до 1995 года активно использовались в составе стартовых комбикормов для молоди карповых, сиговых и осетровых рыб.

Меприн - дрожжи, выращиваемые на метаноле, имеют близкие показатели питательной ценности к эприну и использовались также в стартовых комбикормах для молоди карповых, сиговых и осетровых рыб.

Гаприн – микробная сухая биомасса, выращенная на природном газе. Она содержит до 72 % сырого протеина и являлась хорошим высокобелковым компонентом в комбикормах для рыб. Гаприн применялся в продукционных кормах для товарного выращивания карпа и форели.

Белково-витаминный концентрат (БВК), или паприн. Он содержит 52 - 64 % сырого протеина, который по питательности близок к белку рыбной муки. В последние годы (до 1995 г.) БВК использовали для кормления рыб (сейчас его производство приостановлено). Несмотря на высокое содержание нуклеиновых кислот, рыбы способны усваивать его в значительном количестве. В стартовых комбикормах для карпа, сиговых, осетровых, растительноядных рыб содержание БВК-паприна в кормосмеси достигало 20-70%, в продукционных кормах -10%.

Микробная биомасса - побочный продукт при производстве БВК с содержанием сырого протеина 50 - 52 %. Она отличается от БВК высоким содержанием витамина В₁₂. По всем с другим показателем сходна с БВК.

Ферментолизат БВК получали в результате гидролиза БВК ферментными препаратами (протосубтилином ГЗ х и Г10 х), в результате в полученных продуктах увеличилось содержание свободных аминокислот, пептидов, растворимых в воде. Ферментолизат БВК эффективно использовался в стартовых кормах для личинок карпа и сиговых рыб. В настоящее время он не производится.

Пекилопротеин - препарат микробного происхождения с содержанием сырого протеина 52 - 55 % - может быть использован в кормах для рыб (производится в Финляндии).

Кормовой концентрат лизина (ККЛ) содержит 17 - 21 % чистого вещества. Промышленностью выпускается в виде коричневого тонкодисперсного порошка. Его эффективно используют в комбикормах, в которых животные компоненты заменены (в эквивалентном количестве по протеину) шротами масленичных культур и продуктами микробиологического синтеза.

Лизин подставляет собой кристаллический порошок коричневого цвета с содержанием 97 - 98 % активного вещества, вводится в кормосмесь комбикорма при его недостатке.

Метионин представляет собой кристаллический порошок белого цвета с коричневатым, желтоватым или сероватым оттенком. В препарате содержится 95 - 98 % активного вещества. Добавляется в комбикорм при его недостатке, например когда в рецептуре много продуктов микробного происхождения.

Биотрин – новая белковая кормовая добавка, содержит до 45 - 48 % сырого протеина, не более 6 % липидов. В качестве субстрата применяются отходы переработки зерновых культур. По продуктивным свойствам эти дрожжи близки к гаприну.

Белотин - новый вид кормовых дрожжей, которые выращивают на ферментолизате отрубей. Содержит не менее 38 % сырого протеина и не более 8 % липидов. По продуктивным свойствам белотин близок к гаприну.

Большинство кормовых дрожжей получают при использовании непатогенных штаммов дрожжей р.Candida. Одним из основных видов таких дрожжей является биокорн. Эти дрожжи также выращивают на зерновом сырье или его отходах, он содержит 38-45% протеина.

Жировые добавки

В комбинированных кормах для объектов аквакультуры обязательно используются как животные, так и растительные жиры. В связи с тем, что гидробионтам необходимы жидкие жиры, в рыбоводстве используют рыбий жир, жир мелких ракообразных, морских млекопитающих, растительное масло и фосфатиды.

Рыбий жир содержит высоконенасыщенные жирные кислоты, витамины А, D и фосфолипиды. Рыбий жир используют в основном в составе стартовых кормов для личинок и мальков рыб, а также в кормах для ценных объектов аквакультуры. Он представляет собой жидкость светло-желтого, розового цвета (чем прозрачнее жир, тем выше его качество). Рыбий жир выпускают с добавкой различного количества витаминов А и D (витаминизированный). Жир должен быть светлым и стабилизированным. При длительном хранении он прогоркает, а содержащие в нем кальциферолы разрушаются с образованием ядовитого вещества – токсистерола. Содержание рыбьего жира в стартовых кормах составляет от 3 до 10 % в зависимости от вида рыбы. Лососевые, сиговые и осетровые нуждаются в большем количестве ненасыщенного рыбьего жира, чем карповые. Полезно в кормосмесь для многих видов рыб (осетровые, карповые) включать равное содержание рыбьего жира и подсолнечного масла (фосфатидов).

Жир мелких ракообразных (криль) получают путем экстракции. Это маслянистая жидкость красно - коричневого цвета с характерным рыбным запахом. Этот жир весьма богат полиеновыми жирными кислотами, витаминами и каротиноидами [40].

Растительные масла, содержащие довольно много непредельных жирных кислот, являются поставщиками энергии в комбикормах. Предпочтение отдается нерафинированным маслам, которые более устойчивы к окислению и богаче фосфолипидами. Наиболее широко используется подсолнечное масло, хотя можно применять соевое, кукурузное и льняное. Эти масла содержат насыщенные, ненасыщенные моноеновые жирные кислоты, а также линолевую, а иногда и леноленовую жирные кислоты.

Из масленичных культур промышленность вырабатывает фосфатиды («фосфатидный концентрат», сырой лецитин), также применяемые в составе рыбных комбикормов в качестве источника энергии и фосфора. Фосфатиды являются источником фосфора и холина, предотвращающего жировое перерождение печени, а также анемию. Предпочтение следует отдавать жидким фосфатидам. Густые фосфатиды перед введением в корм разогревают, но не доводят до кипения. Для предохранения от окисления фосфатиды хранят в закрытой таре в прохладном месте, защищенном от солнечных лучей. При правильном хранении их можно применять в течении года. В нашей стране используются, как правило, подсолнечные фосфатиды, однако можно употреблять соевые, кукурузные и льняные. Хлопчатниковые фосфатиды применять не следует. Перспективным источником в кормах может быть липидная биомасса. Это рыхлый маслянистый рассыпчатый порошок от светло - красного до коричневого цвета с содержанием 25 - 30 % протеина, 55 - 56 % жира и 8 - 10 г/кг каротионидов (до 90 % бета - каротиноида). Биомасса также богата витаминами В₂, В₆, и В₁₂ [18].

Липидно-витаминная кормовая добавка (ЛВД) разработана ВНИПРХом [7] представляет эффективный комплекс жирорастворимых витаминов и незаменимых жирных кислот, по своей структуре приближается к липидам, содержащимся в естественной живой пище рыб. Добавка содержит витамины А, D₃, Е и К растворенные в линолевой и леноленовой жирных кислотах, а также антиоксидант.

Использование добавки позволяет заменить кормовые жиры и удовлетворить потребностеи ранней молоди сиговых, карповых, осетровых рыб в незаменимых жирных кислотах. Кроме того, добавка улучшает эффективность премиксов по удовлетворению ранней молоди сиговых рыб в жирорастворимых витаминах А, Д₃, Е и К₁. Растворенные в жирных кислотах витамины хорошо распределяются в структуре кормовых частиц мелких фракций комбикормов и эффективно усваивается в месте с жирными кислотами.

Витамины

В последние годы в аквакультуре роль витаминов существенно возросла. Витамины не являются источником энергии, но могут входить в состав клеточных образований и служат материалом и катализатором для их синтеза. При недостатке витаминов у гидробионтов формируются патологии алиментарного характера, что приводит к появлению различных заболеваний.

По физическим свойствам витамины подразделяют на жирорастворимые и водорастворимые.

 

Жирорастворимые витамины

К ним относят витамины А, Д, Е и К

Ретинол (витамин А ) принимает участие в обмене белков и минеральных веществ. Регулирует обмен веществ, обеспечивает функциональное состояние эпителиальных тканей. Отсутствие ретинола в пище тормозит рост рыб.

Для обеспечения комбикормов витамином А используют несколько препаратов - масляный раствор ретинола (в 1 мл от 300 до 500 тыс. ИЕ витамина А), жидкий концентрат ретинола (в 1 мл от 100 до 250 тыс. ИЕ витамина А), рыбий жир, аквитал-хиноин (в 1 г 20 тыс. ИЕ витамина А). Однако эффективнее применять сухие стабилизированные препараты, приготовленные на желатине, крахмале и сахаре. За рубежом широко освоено производство сухих препаратов ретинола с содержанием в 1 г от 5 до 500 тыс. ИЕ. Эти препараты подставляют собой сыпучий порошок желто - коричневого цвета с размером частиц 100 - 400 мкм со сроком годности 1 год. Производятся сухие стабилизированные препараты витамина А с концентрацией в 1 г 6 тыс. ИЕ.

Витамин Д (кальциферол) - один из немногих витаминов, который не вырабатывается растениями и не содержится в расти­тельных продуктах. Он необходим для индукции синтеза кальцийсвязующего белка, активации обмена скелетного кальция, стимуляции всасывания кальция в пищева­рительном тракте. Дефицит витамина Д вызывает патологические изменения в мышечной и костной тканях.

Источниками витамина Д являются рыбий жир, дрожжи, масляный и спиртовой растворы эргокальциферола (соответственно 10-100 тыс. ИЕ и 200 тыс. ИЕ в 1 мл). Наиболее эффективен искусственно получаемый комплекс синтетического холекальциферола с казеином - видеин D₃, стабилизированный бутилокситолуолом и представляющий собой порошкообразное вещество разного гранулометрического состава желтого цвета. Содержание холекальциферола в видеине D₃ составляет до 225 тыс. ИЕ в 1 г. Эффективность препарата существенно зависит от величины его частиц. Максимальной биологической активностью обла­дает препарат с частицами размером не более 50 мкм. Комбинированным водорастворимым препаратом, состоящим из витаминов А и Д, является дафасол. Его выпускают в капсулах с со­держанием в каждой 500 тыс. ИЕ ретинола и 250 тыс. ИЕ холекаль­циферола.

Витамин Е (токоферол) обладает весьма широким действием в организме рыб. Он обеспечивает нормальную деятельность репродуктивных органов, а также нервной и мышечной тканей, способствует нормальному развитию эмбрионов, улучшает использование в организме других жирорастворимых витаминов. При его недостатке у рыб наблюдают мышечную дистрофию в виде дегенерации скелетных и сердечной мышц, ожирение и некроз печени.

Витаминной промышленностью выпускается несколько препаратов витамина Е. Токоферол представляет собой маслянистую жидкость, растворимую в жирах и органических растворителях, содержащую 98 % альфа-токоферола. Масляный концентрат витамина Е выпускается с концентрацией 3 мг токоферола в 1 мл. Спиртово-сахарный концентрат витамина Е производится концентрацией 1 мг/мл. Сухой концентрат витамина Е представляет собой сыпучий порошок от светло-желтого до желто-коричневого цвета с размером частиц от 0,1 до 0,4 мм. Препараты токоферола следует хранить в темноте, так как витамин быстро разру­шается под действием света.

Витамин К (филохинон и менанхинон) объединяет группу витаминов, природные его соединения в практике обычно не используются. Эти витамины повышают свертываемость крови, участвуют в образовании протромбина, стимулируют образование фибриногена и способствуют регенерации тканей. У рыб недостаток витамина К приводит к снижению свертываемости крови.

Витамин К в чистом виде не используется. Широко распространен викасол - бисульфитное производное метилнафтиохинона, представ­ляющий собой мелкокристаллический порошок горького вкуса, раство­римый в воде. По активности викасол в 2 раза превосходит естествен­ный витамин К. За рубежом часто применяют менадион - бисульфит натрия с содержанием 99 % действующего начала. Высокой витаминной активностью обладает также синтетический препарат синковит [58].

Водорастворимые витамины

К водорастворимым витаминам, которые необходимы для нормального роста и развития рыб, относят витамины группы В, а также С и Н.

Тиамин (В₁) входит в состав ферментов, необходимых для осуществления процессов декарбоксилирования. Тиамин участвует в регулировании углеводного бмена, поддерживает работу нервной системы. У рыб, страдающих недостатком В₁, наблюдается нарушение равновесия, снижение потребления корма. Большое количество тиамина содержат кормовые дрожжи.

Синтетические препараты витамина В₁ являются тиамингидрохлорид, тиамингидробромид и тиаминмононитрат. Они термически устойчивы, трудно разрушаются под действием света и кислорода, однако быстро теряют активность в щелочной среде и под воздействием сильных окислителей.

Рибофлавин (витамин В₂) осуществляет реакции дегидрирования, входит в состав ферментов, которые влияют на обмен белка, некоторых витаминов (В₃, В₄, В₆, оротовой кислоты). В₂ участвует в углеводном обмене. Способствует образованию гликогена в печени. Связан с белковом обменом, поддерживает нормальную функцию половых желез и нервной системы.

Пастообразные корма, составленные из свежих рыбных, мясных продуктов содержат достаточно много рибофлавина.

Препарат витамина В₂ (рибофлавин) представляет собой оранжево - желтый кристаллический порошок горького вкуса, плохо растворимый в воде, устойчивый к повышению температуры, однако легко разрушающийся на свету.

Пантотеновая кислота (В₃) имеет большое значение в клеточном обмене. Это незаменимая составная часть кофермента А, который играет важную роль в белковом, углеводном, липидном обмене, участвует в синтезе ацетилхолина и стероидных гормонов. Как правило, используют не пантотеновую кислоту, а ее соли – пантотенат кальция и натрия, представляющие собой белый аморфный или кристалический порошок горько-сладкого вкуса без запаха.

Пантотенат кальция теряет активность под действием кислот, щелочей, а также при сильном нагревании. Поэтому к нему обычно добавляют небольшое количество хлорида кальция.

Холин (витамин В₄) Необходим организму для осуществления жирового обмена. Холин входит в клеточные структуры как составная часть фосфолипидов. Основное значение этого витамина состоит в его липотропном действии, он служит для образования ацетилхолина, способствует синтезу в организме некоторых аминокислот.

Холин производят в виде хлористоводороднй соли, которую выпускают в кристаллическом и жидком состоянии с концентрацией 50 - 70 %. Холин - хлорид очень гидроскопичен, обладает своеобразным запахом и горьким вкусом. Он устойчив к нагреванию, но подвержен действию ультрафиолетовых лучей. Срок его годности - 2 года в закрытой упаковке. За рубежом хлорид - холин выпускают в виде порошка, содержащего 25 % действующего начала.

Витамин В₅ (РР, никотиновая кислота) входит в состав коферментов, поддерживающих тканевое дыхание. Участвует в углеводном, белковом и жировом обмене.

Никотиновую кислоту выпускают в виде белого кристаллического порошка слабокислого вкуса, без запаха. Она обладает небольшой устойчивостью к внешним факторам - температуре, кислороду, свету. Препарат должен быть очищен от нитросоединений селена и их производных.

Пиридоксин (витамин В₆) участвует белковом обмене, в частности, в переаминировании, декарбоксилировании и метилировании аминокислот. Участвует в обмене триптофана, метионина, цистина. Принимает участие в углеводном и жировом обмене, улучшает использование незаменимых жирных кислот. Витамин В₆ выпускается промышленностью в виде пиридоксида - гидрохлорида. Этот кристаллический порошок белого цвета, без запаха горько - соленого вкуса. Препарат устойчив к повышенной температуре, действию кислот и щелочей, но быстро разрушается на свету. В последние годы в нашей стране синтезирован трилинолеат, сочетающей полезные свойства витамина В₆ и ленолевой кислоты.

Цианкобаламин (витамин В₁₂) вместе с фолиевой кислотой участвует в синтеза гемоглобина, а совместно с холином и метионином обладает липотропным действием. В₁₂ принимает участие в синтезе нуклеиновых кислот, в обмене жира, углеводов, аминокислот. Недостаток в комбикормах вызывает замедление роста, снижает потребление пищи, содержание гемоглобина в крови и оказывает разрушающее действие на эритроциты.

В качестве источника витамина В₁₂ используют как собственно цианкаболамин (кристаллы темно - красного цвета, без вкуса и запаха), так и его концентраты, главным образом КМБ - 12. Этот порошок коричневого цвета, кислый на вкус со специфическим запахом, содержащий не менее 100 мг/кг витамина В₁₂. Срок хранения - до 1 года. Цианкобаломин быстро теряет активность на свету. Известны другие источники витамина В₁₂, например кормовой биомицин, биовит - 20, - 40 и -80, пропионова - ацидофильная бульонная культура, пропомецилин, активный ил.

Витамин С (аскорбиновая кислота) участвует в окислительно-восстановительных процессах, в превращении нуклеиновых кислот, в синтезе стероидных гормонов, образовании коллагена, влияет на обмен серы, на уровень и накопление пировиноградной кислоты, инактивирует яды и токсины, обладает антиоксидантным действием. Аскорбиновая кислота быстро разрушается на свету, легко окисляется в водном растворе и при повышенной температуре. В настоящее время имеются промышленные термоустойчивые формы (фосфатные и сульфатные) витамина С, которые весьма эффективны в кормах и премиксах для рыб [56,57].

Витамин Н (биотин) входит в состав ферментов, участвующих в карбоксилировании, синтезе жирных кислот и некоторых белков. Современные комбикорма содержат много биотина, однако в связи с его низкой доступностью в кормосмесь следует вводить синтетические преараты биотина.

Фолиевая кислота (витамин В_с.) участвует в синтезе и обмене холина, катализирует синтез аминокислот, стимулирует синтез гемоглобина, влияет на использование витамина В₁₂. Ее дефицит замедляет рост рыб, увеличивает их смертность. Фолиевая кислота особенно необходима для развития эмбрионов и молоди.

В некоторых случаях кроме перечисленных витаминов в состав комбикормов вводят витаминоподобные вещества фитин, рутин, оротовую кислоту.