Ученые Пермского Политеха разработали решение проблемы дефицита белка в кормах с помощью грибов Aspergillus oryzae, культивированных в отрубях. Технология позволила увеличить исходное содержание белка в продукте в 3 раза.
В современном животноводстве остро стоит проблема сбалансированного питания. Сегодня до 80% состава комбикормов составляет именно зерно. Использование такого объема ценного пищевого ресурса на фоне общемирового продовольственного кризиса крайне нерационально.
Более того, перекос в сторону углеводов (зерна) и нехватка белка в рационе животных ведет к серьезным заболеваниям, замедлению роста молодняка, нарушению обмена веществ, снижению иммунитета и продуктивности (удоев, привеса), а также вызывает истощение и дистрофию. Поиск альтернативных источников белка – одна из ключевых задач для обеспечения продовольственной безопасности страны.
Ученые Пермского Политеха предложили экологичное и эффективное решение – использовать микроскопические грибы Aspergillus oryzae для переработки растительного сырья. Этот гриб абсолютно безопасен и широко применяется в пищевой промышленности, например, для производства соевого соуса, мисо и саке, но в животноводстве активно не используется.
– Суть метода в том, что в качестве питательного субстрата взяли обычные овсяные отруби, которые являются побочным продуктом переработки овса. Их засеяли культурой гриба Aspergillus oryzae. В процессе роста грибница (мицелий) пронизывает субстрат, выделяя специальные ферменты – природные «инструменты» для переработки сложных соединений отрубей. Самое главное – гриб активно растет и размножается, а его тело состоит из ценного, легкоусвояемого белка. Так, вместо бедных протеином отрубей получается обогащенный белком продукт, – комментирует Андрей Максимов, ведущий инженер кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ.
В мире существуют и другие методы получения кормового белка с помощью микроорганизмов, например, на основе других видов грибов (Fusarium, Agaricus). Однако Aspergillus oryzae не только производит белок, но и одновременно вырабатывает ферменты, улучшающие пищеварение животных. Это двойная польза от одной технологии. Важным отличием является и выбор субстрата – используются недорогие и доступные овсяные отруби, что делает процесс экономически выгодным.
– Ключевым этапом исследования было выявление оптимальных условий для роста гриба. Мы культивировали Aspergillus oryzae на отрубях с разной влажностью – 14% и 40% – в течение пяти дней. По результатам при стандартной влажности 14% содержание белка увеличилось незначительно – с 8,44% до 8,85%. При повышенной влажности 40% содержание белка в готовом продукте выросло до 23,67%, что почти в три раза выше, чем в исходных отрубях, – рассказывает Николай Ходяшев, заведующий кафедрой «Химия и биотехнология» ПНИПУ, доктор технических наук.
Все это доказывает, что, контролируя условия выращивания, можно кардинально менять питательную ценность конечного продукта. Исследование позволяет в три раза повысить содержание белка в отрубях по сравнению с изначальным количеством.
Разработка ученых ПНИПУ – это шаг к решению крупных экономических и продовольственных проблем. Снижение зависимости животноводства от дорогостоящего зерна может помочь сдержать рост цен на мясо, молоко и яйца в долгосрочной перспективе. Технология помогает производить высококачественные белковые добавки внутри страны, используя собственное сырье, что снижает зависимость от импорта. Также, поскольку метод основан на переработке побочных продуктов сельского хозяйства (отрубей), он вносит вклад в безотходное производство.
Молочная отрасль не только обеспечивает широкое потребление продуктов, важных для здоровья населения, но и укрепляет позиции России на мировом рынке. По данным Центра агроаналитики самообеспеченность молоком в России превышает 88%, что приближает страну к полной независимости от импорта. В 2025 году прогнозируется увеличение экспорта до 1,5 млн тонн, то есть на 44% выше уровня 2024 года. Средняя производительность одной коровы составляет около 23,5 литров молока в сутки. Но помимо высокой эффективности для пищевой отрасли, для самого животного это означает ежедневную потерю белка. Учитывая, что большинство кормов основаны на углеводах (зернах) и недостаточно сбалансированы, у коровы может развиться дефицит, грозящий замедлением ее роста, снижением иммунитета и ухудшением работы печени и почек. Это приводит к истощению, уменьшению содержания белка в молоке до 2%, а также может навредить и самой продукции.
Статья опубликована в материалах Международной научно-практической конференции «Химия. Экология. Урбанистика».
Фото: freepik, freepik.com
Это новость от журнала ММ «Машины и механизмы». Не знаете такого? Приглашаем прямо сейчас познакомиться с этим удивительным журналом.