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

Функциональные продукты питания

В настоящее время для создания биологически активных кормовых добавок и продуктов используется ограниченный набор микроорганизмов - в основном бифидо- и лактобактерий. Однако многие исследователи отмечают перспективы использования микроорганизмов других таксономических групп, положительно влияющих на нормальную микрофлору кишечника животных и человека. В частности, предлагаются термофильные бактерии и дрожжи. С помощью дрожжей получают широкий спектр активных химических соединений: различные полисахариды (пуллулан), липиды (заменители растительных масел), многоатомные спирты, ферменты, такие как бета- галактозидаза (Kluyveromyces marxianus), применяемая в молочной промышленности, пектиназа (5. fibuliger), амилаза (Schwanniomyces occidental is), липаза (Yarrowia lipolytica) и другие продукты, используемые в пищевой и фармацевтической промышленности. На дешёвых органических субстратах получают лимонную кислоту (К lipolytica), фумаровую, яблочную и другие кислоты с помощью дрожжей родов Candida, Pichia и др. Кроме того, наличие у них парафармацевтиче- ских свойств направлено на укрепление защитных функций организма человека и животных.

Дрожжевые клетки обладают лакто- и бифидогенными, а также сорбционными свойствами и при попадании в кишечник стимулируют рост собственной микрофлоры организма, выводя оттуда патогенные бактерии и их токсичные метаболиты. При этом в процессе ферментации пищевых субстратов дрожжи обогащают их различными физиологически активными веществами.

Дрожжи достаточно давно и широко применяются в сельском хозяйстве именно как пробиотические добавки к корму. В развитых странах такие добавки вызывают повышенный интерес из-за законодательных ограничений использования кормовых антибиотиков. Животным скармливается растительный силос, содержащий значительное количество живых дрожжей. Живые дрожжевые культуры вводят в рационы как эффективный стимулятор продуктивности.

В нашей стране дрожжеваппые корча готовят на различном сырье: это фуражная мука, патока, виноградная, яблочная мука, опилки, солома, шелуха зерновых и другое сырье, которым располагают хозяйства. Из этих продуктов готовят жидкие питательные среды, засевают пекарские или кормовые дрожжи в чистом виде или в смеси с молочнокислыми бактериями, культивируют 6-9 ч, затем культуру убивают или скармливают в нативном виде. При такой ферментации применяются малоинтенсивные режимы перемешивания и аэрации, следствием чего является довольно низкое содержание дрожжей в культурах (1,0-1,5 • 106 клеток/см3). Тем не менее даже в таких концентрациях дрожжи дают бесспорный положительный эффект в животноводстве и птицеводстве.

Корчовые добавки, содержащие культуру Saccharomyces serevisiae, выращенную на среде из побочных продуктов зернопере- работки, улучшают переваримость гемицеллюлозы и белков, стабильность рубцовой ферментации у молочных коров, постстрессовое потребление пищи у телят, а также производительность свиней в стадии финального откорма на рационе с низким содержанием фосфора.

Лечебно-профилактические дрожжевые добавки на основе ржаных отрубей способны обеспечить у поросят первого месяца жизни, подверженных различным желудочно-кишечным заболеваниям, профилактический эффект до 90%. Отмечается также высокий лечебный эффект (выздоровление до 75% заболевших животных и сокращение продолжительности болезни) при диарее телят, которым давали ферментированный дрожжами пшеничный шрот.

Исследование влияния пребиотической добавки, полученной путем гидролиза клеточной стенки лактозоутилизирующих дрожжей, на микробоценоз кишечника цыплят на фоне антибиотикоассоциированного дисбактериоза показало выраженный эффект при введении в корм птицы 1% пребиотика. Положительные изменения в микрофлоре происходили за счет быстрого восстановления популяционного уровня бифидобактерий и лактобацилл.

Эффективно зарекомендовал себя препарат Рекицен РД на основе дрожжей-сахаромицетов. При дозировке Рекицена РД телятам по 60-100 г в сутки отмечена профилактическая и лечебная эффективность до 80% по сравнению с контрольными группами животных; бактериологические исследования фекалий продемонстрировали положительную динамику микрофлоры: снижение содержания протеев, клебсиелл, цитробактера, токсигенных эшерихий и нарастание концентрации бифидо- и лактобактерий до 109—1010 клеток/г. Испытания антипатогенной кормовой добавки американского производства БИО- МОС из клеточных стенок дрожжей на свиньях показали, что этот продукт улучшает иммунный статус животных, повышает привес как у поросят-отъемышей, так и у взрослых свиней даже при параллельном добавлении других мощных стимуляторов роста.

Установлена нейтрализация токсичности белковых токсинов бо- тулинического типа А, шигеллезного и термолабильного энтеротоксина кишечной палочки с помощью высушенных культур винных дрожжей. На белых мышах показано, что 1 г дрожжевого препарата способен нейтрализовать около 900 мышиных ЛД50 ботулинического, 9000 ЛД50 шигеллезного токсина и 8600 ЕД50 термолабильного эшери- хиозного токсина.

Существует несколько механизмов, посредством которых осуществляются парафармацевтические свойства дрожжей. Дрожжи и продукты дрожжевой ферментации зернового сырья представляют собой уникальную субстанцию, обладающую способностью связывать токсигенные микроорганизмы и их метаболиты и нормализовать биоценозы ЖКТ высших животных. Главную роль в абсорбции патогенных бактерий играют содержащиеся в клеточных стенках дрожжей маннанолигосахариды (МОС). Известно, что патогены для прикрепления к эпителиальным клеткам кишечника используют лектиновые рецепторы, которые обладают способностью распознавать углеводы, находящиеся на поверхности этих клеток. Частицы МОС устилают стенки кишечника, а так как они похожи на упомянутые выше углеводы, патогены прикрепляются к ним. Нс обладая способностью ассимилировать МОС, токсигенныс микроорганизмы погибают. При этом стимулируется лакто- и бифидофлора, обладающая необходимыми энзиматическими комплексами для ассимиляции МОС.

Токсиннейтрализующие свойства дрожжевых клеточных стенок используются при изготовлении биосорбента на основе винных дрожжей. Наряду с традиционными природными и синтетическими сорбентами дрожжевой биосорбент эффективно применяется для детоксикации пестицидов, содержащихся в виноградных соках и винах.

Дрожжевые экстракты являются достаточно эффективными радиопротекторами, т. е. они уменьшают повреждающее действие радиации на живые организмы и снимают радионуклидное заражение растительных субстратов. Имеются сообщения о противоопухолевой активности дрожжей Saccharomyces cerevisiae, Candida tropicalis, Cryptococcus albidus, Candida guilliermondii, Candida pseudotropicalis, Candida parakruseae.

В Московском государственном университете пищевых производств и в ООО «ПИК III» разработана технология универсального биологически активного полуфабриката пищи и кормов на базе сельскохозяйственного сырья и дрожжей. Предложено выделять дрожжевые культуры, перспективные для биоконверсии растительного сырья, из природных микробоценозов растительного и животного происхождения.

Известно, что в кишечнике дереворазрушающих насекомых дрожжи занимают значительное место. Там постоянно обитают дрожжи и дрожжеподобные грибы из родов Candida, Ambrosiozyma, Pichia и др., которые легко выделяются из буровой муки (измельченная древесина) и насскомых-ксилофагов. Дрожжи снабжают насекомых белком, содержание которого в клетках некоторых штаммов составляет до 2/3 сухой массы, витаминами и ростовыми веществами - это своеобразный симбиоз.

В кишечнике насекомых происходит гидролиз целлюлозы, продукты которого используются клетками дрожжей. Потеря симбионта сопровождается нарушением роста насекомых и процесса их метаморфоза. Дрожжи, обладающие гидролитическим ферментом целлю- лазой (Trichosporon pullulans), могут культивироваться на гидролизатах растительного сырья, что может быть весьма привлекательным при биоконверсии вторичных продуктов агропромышленных предприятий и пищевой промышленности. Только в пищевых отраслях России образуется до 45 млн т вторичных ресурсов и отходов в год, из которых значительная часть используется неэффективно.

Современные технологии культивирования дрожжей позволяют использовать и обогащать их белком и незаменимыми аминокислотами. В качестве сырья для производства дрожжевых посевных материалов могут быть использованы различные виды твердого растительного сырья, как первичного, так и вторичного. Методом твердофазного культивирования на зерновых отрубях констатирована способность дрожжей (Pichia anomala) и лактобактерий (,Lactobacillus acidophilus) к симбиозу без выраженного взаимного ингибирования. В данном случае отмечалась даже некоторая антагонистическая активность по отношению к условно-патогенным микроорганизмам.

Наиболее перспективными продуцентами биомассы признаны термотолерантные дрожжевые и дрожжеподобные грибы родов Pichia, Rhodotorula, Candida и др., интенсивно растущие на твердофазных растительных субстратах.

Реальными субстратами биоконверсии являются вторичные продукты агропромышленных предприятий (послеспиртовая барда, продукты хранения и переработки плодоовощного сырья, навозные стоки животноводческих и птицеводческих хозяйств и т.п.).

В качестве углеводистого сырья для дрожжевой конверсии предложены растительные субстраты с реакцией среды, близкой к нейтральной: зерно и продукты его переработки, клубни и корнеплоды. В их состав наряду с легкоусвояемыми продуктами входят целлюлозосодержащие формообразующие компоненты: отруби, соломенная или травяная мука, солодовые ростки и т.п. При твердофазной ферментации установлена более высокая удельная продуктивность биомассы дрожжей на единицу массы углеводистого субстрата, чем при глубинной ферментации. Культивирование дрожжей на твердофазных субстратах рекомендовано вести при перемешивании не чаще 1 раза за 2 ч при температуре 28-30°С в течение 24-48 ч. Установлена возможность сухого и жидкого фракционирования твердофазной дрожжевой биомассы, которая может быть рекомендована в качестве компонента пищевых продуктов, кормов или удобрений.

Организация линий, перерабатывающих агропромышленное сырье по предлагаемой технологии, весьма реальна на базе функционирующих предприятий агропромышленного комплекса с использованием сырья и вторичных продуктов этих предприятий.

Контрольные вопросы

  • 1. Продукты вермикультивирования.
  • 2. Использование вторичных продуктов АПК.
  • 3. Вторичное сырьё перерабатывающей промышленности.
  • 4. Переработка полимерных материалов.
  • 5. Продукты микробной переработки растительного сырья.
  • 6. Альтернативные энергоносители.
  • 7. Технологии переработки молочного сырья.
  • 8. Использование продуктов биоконверсии отходов.
  • 9. Вторичные продукты и биоэнергетика.
  • 10. Экобиотехнология.
 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы