Сельскохозяйственная биотехнология - Шевелуха Е.А.
Скачать (прямая ссылка):
Удовлетворение потребности этих организмов в витаминах осуществляется двумя путями — поступление с пищей и синтез микрофлорой желудочно-кишечного тракта. Для организмов с однокамерным желудком, имеющим значительно меньше микрофлоры, главный путь обеспечения витаминами — потребление с пищей или непосредственно витаминов, или их метаболических предшественников—провитаминов, которые в организ5 ме человека и животных превращаются в витамины. В то же время жвачные животные, имеющие в преджелудках обильную микрофлору, в значительной степени удовлетворяют свою потребность во многих витаминах за счет переваривания клеток отмерших микроорганизмов.
В связи с тем, что основные компоненты кормов сельскохозяйственных животных — продукты растительного происхождения— имеют неоптимальный состав и постоянно меняющееся содержание необходимых животным витаминов, при составлении кормовых рационов возникает необходимость добавлять в корма препараты, обогащенные витаминами, которые получают из культур микроорганизмов. Микробиологическая промышленность нашей страны выпускает два вида кормовых витаминных препаратов — кормовой рибофлавин, содержащий витамин В.;, и КМБ-12, имеющий в своем составе витамин В,2.
Кормовые препараты витамина В2. Витамин В2 (рибофлавин) по химической природе представляет собой азотистое основание 6,7-диметилизоаллоксазин, соединенное с остатком спирта D-рибита. Этот витамин входит в состав активных групп окислительно-восстановительных ферментов—флавин-мононуклеотида и флавинадениндинуклеотида:
сн,-снон-снон-снон-сн2он
I 2
Н3С
о
витамин В2
Поэтому при его недостатке наблюдается ослабление окислительно-восстановительных процессов в организме. Свиньям этого витамина требуется 2—7 мг, лошадям и птице — 2—5 мг на 1 кг сухого корма. Однако в растительной продукции, используемой в кормопроизводстве, витамина В2 содержится недостаточно. Много рибофлавина могут синтезировать микроорганизмы— различные виды бактерий, актиномицеты, дрожжевые клетки, некоторые из них способны накапливать в культуральной среде до 1 мг/мл витамина В2.
В качестве промышленных продуцентов кормового рибофлавина используются отселектированные штаммы дрожжей Eremothecium ashbyii. Рибофлавин накапливается в вакуолях дрожжевых клеток и придает культуре характерную желтую окраску. Для производственной ферментации готовятся отдельно жидкая питательная среда и посевной материал культуры дрожжей, выращенный в специальном посевном аппарате.
Питательная среда в необходимых концентрациях включает соевую муку, кукурузный экстракт, мел, гидрол, сахар, K2HP04, NaCl. Перед подачей в ферментер она подвергается стерилизации. В качестве посевного материала используются споры Е. ashbyii, выращенные на пшене.
Промытое пшено в течение 30—35 мин выдерживают в молочной сыворотке для набухания, затем подсушивают и расфасовывают по 50—60 г в простерилизованные флаконы. В флаконах пшено подвергают трехкратной стерилизации, после чего производят его засев водной суспензией спор культуры дрожжей. Флаконы с засеянной культурой в течение 7—8 дней инкубируют при 29—30° С, после чего подсушивают в вакуум-су-шильной установке и направляют для приготовления жидкого Посевного материала, который после стерилизации подается в производственный ферментер.
Культивирование продуцентов кормового рибофлавина проводят при 28—30° С в течение 72 ч. Через каждые 8 ч ферментации отбирают пробы для контроля за развитием микробных Клеток, составом среды и накоплением целевого продукта. Готовая культуральная жидкость по окончании ферментации
должна содержать до 5%-сухих веществ и 1,4 мг/мл рибофла^ вина.
В целях стабилизации витамина в процессе высушивания культуральную жидкость подкисляют соляной кислотой до pH 4,5—5,0, после чего она концентрируется в вакуум-выпарной установке. Полученный концентрат обычно содержит 5,6 мг/мл витамина и 20% сухих веществ. После выпаривания избытка растворителя концентрат рибофлавина высушивают на распылительной сушилке до влажности 5—10%, затем смешивают с отрубями или кукурузной мукой и расфасовывают по 20 кг в полиэтиленовые пакеты, которые упаковывают в крафт-мешки. В готовом продукте содержится не менее 1% витамина. Срок хранения сухого препарата — 1 год.
Кормовые препараты витамина В12. Витамин В12 представлен группой биологически активных веществ, содержащих в своем составе трехвалентный кобальт, аминные и цианистые группировки, которые могут быть замещены другими радикалами— ОН, С1, Вг. Этот витамин стимулирует образование крови в костном мозге, улучшает усвоение белков, участвует в синтезе аминокислот и азотистых оснований. Витамин В12 не содержится в продуктах растительного происхождения и его единственным источником для сельскохозяйственных животных являются микроорганизмы.
Для промышленного получения кормовых препаратов витамина В12 выращивается специально подобранный биоценоз микроорганизмов, осуществляющих термофильное метановое брожение, в который входят целлюлозоразлагающие, аммонифицирующие, углеводсбраживающие, сульфитвосстанавливаю-щие и метанообразующие бактерии. На первом этапе ферментации этих микроорганизмов (в течение 10—12 дней) наблюдается бурное развитие термофильных аммонифицирующих и углеводсбраживающих бактерий, которое происходит в слабокислой среде (pH 5,0—7,0). Другие группы бактерий данного биоценоза достигают интенсивного развития при переходе брожения в щелочную фазу (pH 7,0—8,5). Преобладающими в этот период являются метанообразующие бактерии, которые синтезируют в 4—5 раз больше витамина В12, чем другие микроорганизмы биоценоза. Главные субстраты для развития метанообразующих бактерий — жирные кислоты и низшие спирты, поэтому их добавление в питательную среду значительно увеличивает выход витамина.
