Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Агропромышленность arrow Биоконверсия вторичных продуктов агропромышленного комплекса

Протеинизированные корма, крахмалопродукты, биодизель

По данным ВАСХНИЛ, из 12% белка пшеницы и 10% белка ячменя эффективно используется в организме животных лишь около 6%, а из 23% белка гороха - 10%. Объясняется это несбалансированностью белков по отдельным аминокислотам. Поэтому в растительные корма необходимо вносить высокобелковые добавки: рыбную и мясо-костную муку, сухие молочные продукты, шроты, жмыхи, люцерну, клевер, сою. Однако в нашей стране ресурсы таких кормов ограничены.

Биотрансформация растительного сырья и вторичных продуктов сельского хозяйства и перерабатывающей промышленности с помощью микроорганизмов создает возможность получения в специальных цехах значительных (возможно, намного больших, чем в микробиологической промышленности) количеств кормовых продуктов, обогащенных микробным белком. Основное отличие таких продуктов - большая вариабельность их химического состава, зависящая от характера перерабатываемого сырья, вида используемого микроба- продуцента, способа его культивирования.

Препараты, полученные путем глубинного культивирования мицелиальных грибов и дрожжей, содержат больше белка, чем препараты, полученные поверхностным методом. Например, на сточных водах пищевых предприятий при культивировании дрожжей получены препараты, содержащие 30^45%, на безбелковом коричневом соке зеленых растений - около 30% сырого протеина от сухой массы. Крахмалсодержащие жидкие среды даже с нерастворимыми включениями обеспечивают значительно большее содержание сырого протеина в конечном продукте (30^40%), чем среда с измельченным целлюлозосодержащим субстратом (10-15% сырого протеина).

Примером зависимости эффекта протеинизации от способа культивирования (при прочих равных условиях) является выращивание термофильных грибов на свекловичном жоме в глубинной и твердофазной культурах. Максимальный прирост белка в первом случае - 402%, во втором - 264%. И тем не менее у твердофазной ферментации имеются большие перспективы для широкого внедрения в самых различных хозяйствах, занятых производством и переработкой сельскохозяйственной продукции.

Грубые растительные корма могут быть обогащены грибным белком до 20-25%, иногда получают и более высокие результаты - 25-30%.

Эффективность протеинизации у мицелиальных грибов может быть заметно выше (в 3-10 раз), чем у дрожжей (в 2-3,5 раза), но, как правило, это сопровождается заметным удлинением процесса ферментации, значительно более эффективными (а значит, и дорогостоящими) должны быть меры по поддержанию стерильности процесса. Содержащийся в клетках мицелиальных грибов хитин снижает качество получаемого с их помощью корма, так как ряд грибов весьма устойчив к воздействию желудочного сока животных. Все это говорит о том, что выбор микроорганизма-продуцента в каждом конкретном случае будет зависеть от условий и возможностей предприятия, ведущего биотрансформацию растительного сырья.

В ходе процесса протеинизации может происходить не только количественное нарастание белка в продукте, но и повышение его качества (соотношения незаменимых и заменимых аминокислот), что зависит прежде всего от используемой микробной культуры. По содержанию некоторых незаменимых аминокислот микробные белковые препараты превосходят соевый шрот и рыбную муку, например по лизину, метионину, гистидину, треонину и триптофану.

Полученный конечный продукт будет комплексным, т. е. он будет содержать наряду с наросшей микробной биомассой остатки трансформируемой плотной питательной среды. В процессе твердофазной ферментации потребляется лишь часть содержащихся в исходном сырье крахмала, пектина, гемицеллюлозы, целлюлозы. Получаемый комплексный препарат глубинной ферментации на комплексных плодоовощных вторичных продуктах содержит 21,5% протеина. Превышение этих оптимальных доз нежелательно, так как, с одной стороны, иногда оно может приводить к снижению продуктивности животных, а с другой стороны, просто невыгодно экономически.

Введение микробных кормовых препаратов в рационы сельскохозяйственных животных и птицы повышает их продуктивность, создает возможность обеспечивать длительное оптимальное течение обменных процессов в организме животного, полную и правильную реализацию его генетического потенциала (так называемые жизне- поддерживающис свойства). Естественно, что использование таких кормовых добавок может заметно улучшить экономические показатели, повысить прибыль предприятий, применяющих эту технологию. При этом качество животноводческой продукции, получаемой с применением микробных препаратов, не уступает таковому на обычных кормах.

Ограничивает широкое использование биомассы одноклеточных в рационах животных, а тем более в пище человека, высокое содержание в ней нуклеиновых кислот. Предлагаемые химические методы денуклеинизации микробных препаратов приводят в то же время и к потерям белка, что весьма нежелательно.

Препараты, получаемые на растительном сельскохозяйственном сырье с помощью мицелиальных грибов, содержат около 1% нуклеиновых кислот. Несколько больше содержание нуклеиновых кислот в дрожжевых препаратах, полученных на растительном сырье,- 3-4%.

Крахмалопродукты. Переработка растительного сырья в сахаристые крахмачопродукты (патоки, сиропы, сахарозаменители и др.) является важной проблемой в создании функциональных продуктов для лечения сахарного диабета, ожирения, метаболитного синдрома и дисбактериоза. Разработаны технологии переработки возобновляемого растительного сырья в сахаристые крахмалопродукты за счет исключительно ферментативного гидролиза крахмальной суспензии с участием амилолитических ферментов.

Ключевыми стадиями переработки крахмала являются декстри- низация и осахаривание. Гидролиз декстринов благодаря биокатализатору протекает с одинаковой эффективностью в растворах, полученных из кукурузного, картофельного и пшеничного крахмала. Конечный продукт (патока, глюкозный сироп) обладает высоким пищевым качеством и регулируем согласно требованиям заказчика углеводным составом (низко-, средне-, высокоосахаренная патока, мальтозная). Изомеризация глюкозы в глюкозно-фруктозные сиропы осуществляется с участием гетерогенных биокатализаторов (биомассы штамма-продуцента рода Arthobacter sp.).

Сахарозаменители с пребиотическими свойствами получают при культивировании бифидобактерий Bifidobacterium bifidum. Разработаны нормативы процесса биотрансформации сахарозы свекловичного происхождения, а также тростникового сахара-сырца с использованием изомальтулозосинтазы, позволяющие увеличить выход изомальтулозы до 92-95%. Изомальтулоза (6-О-а-Д-глюкопиранозид- Д-фруктоза) - редуцирующий дисахарид, молекулярная масса, вкус и внешний вид которой схожи с сахарозой. Сладость изомальтулозы составляет 40-60% сладости сахарозы, калорийность около 2 ккал/г. Низкие калорийность, гликемический индекс и безвредность для организма определяют растущий интерес к изомальтулозе. Культивирование бифидобактерий на среде с изомальтулозой отличается высокой активностью их роста, уровнем накопления биомассы, продукцией органических кислот, что свидетельствует о пребиотических свойствах данного заменителя сахара.

В последнее время производят функциональные продукты питания путем биоконвсрсии растительного и животного сырья. Особенно перспективным является получение сахаристых продуктов гидролизом непосредственно зернового сырья, в частности, кукурузы. Помимо больших экономических выгод, этот прием позволяет получить продукты питания, сочетающие в себе природные сахара, витамины, микроэлементы.

При производстве кормов немалый интерес представляет введение в комплексные субстраты или композиты зерна, клубней, отрубей, соломенной муки и др. очень богатого по своему химическому составу санированного жидкого свиного навоза, молочной сыворотки. Подобный процесс не только решает экологическую проблему утилизации вторичных продуктов, но и создает возможность получить новые корма или кормовые добавки. Наращивание дрожжевой биомассы осуществляется традиционными методами глубинного культивирования или твердофазного, которые доступны для любого сельскохозяйственного предприятия. Особый эффект имеет твердофазный метод культивирования дрожжей.

Биодизель. Удорожание нефтепродуктов и ухудшение экологической обстановки резко повысило интерес к использованию альтернативных источников топлива. В США, Бразилии - используют биоэтанол, в странах Евросоюза и Канаде - биодизель. Предполагается, что доля биодизеля в структуре моторного топлива к 2030 г. должна быть доведена до 25%. Сырьем для производства биодизеля являются растительные масла (для Европы преимущественно рапсовое масло). В ходе процесса триглицериды масел гидролизуются с образованием жирных кислот и глицерина, затем жирные кислоты метилируются, и эфиры этих кислот, собственно, и являются биодизелем.

Побочным продуктом данного производства является глицерин. На каждую тонну произведенного биодизеля накапливается 120 кг глицерина, который является вторичным продуктом производства. Получаемый глицерин в виде 80%-го водного раствора может быть использован в качестве субстрата для микробиологического способа получения лимонной кислоты и ее соли цитрата натрия. Лимонная кислота (до 70%) используется в пищевой промышленности и производстве напитков, а цитрат натрия - для изготовления экологически чистых синтетических моющих средств.

При ферментации дрожжами глицерин-содержащих вторичных продуктов биодизеля образуется дрожжевая биомасса с высоким содержанием белка (до 20% абсолютно сухой биомассы) и липидов (25%), которая вполне может быть использована в качестве белково-витаминного корма (БВК) для животных.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы