Разработка биотехнологии кормового белка из растительного сырья

• Автор: Дедков, Виталий Николаевич
• Шифр специальности: 03.01.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Проблема кормового белка в мире и РФ

1.2 Производство кормового белка из малоценного растительного сырья

1.3 Микробный синтез в производстве кормового белка

1.4 Характеристика соломы зерновых культур как перспективного сырья для

биотехнологической переработки

1.5 Состояние с производством кормов в Орловской области и перспектива

развития направления

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Изучение соломы зерновых культур как сырья для получения кормового

белка
3.2 Исследование способов предподготовки исследуемого
целлюлозосодержащего сырья
3.3 Подбор режимов твердофазной ферментации (ТФФ) целлюлозосодержащего сырья
3.4 Подбор режимов глубинной гетерофазной биоферментации
целлюлозосодержащего сырья
3.5 Микробиологическая переработка целлюлозосодержащего сырья
биопрепаратом Байкал ЭМ
3.6 Биотехнологическая переработка соломы зерновых культур (пшеницы и
гречихи) грибами рода Trichodenna harzicinum на кормовой белок
3.7 Использование гриба Fusarium oxysporum для глубинной гетерофазной ферментации соломы яровой мягкой пшеницы
3.8 Испытание на токсичность полученных кормовых продуктов
3.9 Испытание полученных кормовых продуктов в бройлерном
птицеводстве
3.10 Прогноз экономической эффективности предложенной технологии
переработки соломы на полезные продукты
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
С11ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ

В настоящее время в России наблюдается дефицит продуктов животноводства для населения в связи с недостатком псреваримого протеина в комбикормовой промышленности. В традиционных рецептах комбикормов доля зерновых компонентов составляет 60-80%'. При этом мировые запасы зерна сокращаются, а продолжающееся увеличение производства зерновых культур отстает от роста потребления, связанного с интенсивным увеличением спроса. Еще одной проблемой мирового животноводства является несбалансированность белков в кормах растительного происхождения по аминокислотному составу2. Увеличение рациона в этом случае не способствует повышению усвояемости корма и его питательности, а себестоимость продукции при этом возрастает
Наряду с этим, во всех странах имеются и постоянно накапливаются большие запасы малоиспользуемых или вообще неиспользуемых отходов сельского хозяйства, растениеводства, животноводства,
зерноперерабатывающих и других производств, характеризующиеся низкой кормовой ценностью из-за наличия трудногидролизуемых полисахаридов и невысокого содержания усваиваемого белка, которые после соответствующей обработки могут приобретать кормовые свойства в 1,5-3,0 раза превосходящие фуражное зерно хорошего качества4,5.
Биотехнология обладает обширными возможностями, так как ес методы выгоднее традиционных: они более производительны, используются при
1 Красильников, 0.10. Возможности альтернативного кормопроизводства в России / О.Ю. Красильников Н Птицеводческое хозяйство. Птицефабрика. - 2011. - № 7.
2 Лемешева, М.М. Аминокислотное питание птицы / М.М. Лемешева // Кубанский сельскохозяйственный информационно-консультационный центр Государственное бюджетное учреждение Краснодарского края
3 Панфилов, В И. Биотехнологическая конверсия углеводсодержащего растительного сырья для получения продуктов пищевого и кормового назначения : дис. ... д-ра техн. наук : 03.00.23 / В. И. Панфилов ; РГБ ОД.-М., 2004-371 с.
4 Гнеушева, И.А. Биотехнологические подходы для получения белково-углеводных кормовых добавок для животноводства / И.А. Гнеушева, И.В Горькова, В II. Дедков // Развитие инновационного потенциала агропромышленного производства: Материалы Всероссийской научно-практической конференции 24 ноября 2010 года. - Орел: Изд-во ОрелГАУ, 2010. - С. 45 - 48.
Перегудов, С С. От ходы в доходы / С.С. Перегудов // Торгпред - 2005. - № 1. - С. 28.

оптимальных условиях, экологически чисты, не требуют химических реактивов и т. д1. Биотехнология создает рациональные и безвредные для человека и среды процессы конверсии продуктов сельского хозяйства в более ценные товарные формы. Кроме того, переход от традиционных способов переработки растительного сырья к биотехнологическим во многих случаях становится единственной возможностью для создания малоотходных технологий и экологически чистых производств5. Из этого следует, что применение биотехнологии в сельскохозяйственном производстве - очень перспективное направление.
Все чаще с целью получения полноценных сбалансированных кормов для сельскохозяйственных животных большое внимание уделяют микробиологическим методам. Грибы (высшие и низшие) являются цепными продуцентами белков, способными использовать в качестве субстрата мелассу, молочную сыворотку, сок растений, лигнин, клетчатку, целлюлозосодержащие отходы пищевой и деревообрабатывающей промышленности4. Белки грибного мицелия по содержанию незаменимых аминокислот близки к белкам сои. Они богаты лизином, имеют высокую биологическую ценность и усвояемость. Для промышленного культивирования подобраны быстрорастущие штаммы грибов из родов Penicilliitm, Aspergillus, Fusarium, Trichoclerma. В биомассе этих грибов синтезируется 20 — 60 % белков от сухой массы5.
Актуальным является получение экологически чистых кормовых продуктов в рамках комплексной переработки малоиспользуемого сырья для решения проблем дефицита кормового белка, безвредных для человека средств защиты растений и т.д. Все более насущным становится вопрос о расширении
1 Ефимова, М.В. Введение в прикладную биотехнологию : учебное пособие / М.В. Ефимова. -Пегроиавловск-Камчатский : КамчагГТУ, 2004. - 96 с.
Ефимова, М.В. Введение в прикладную биотехнологию : учебное пособие / М.В. Ефимова. -Петропавловск-Камчатский : КамчатГТУ, 2004. - 96 с.
Тарабукшт, Д.В. Ферментативные технологии направленной биоконверсии неллюлозо- и крахмалсодержащего растительного сырья : автореф. дис. ... канд. бпол. паук : 03.00.23 / Д.В. Тарабукин ; Институт биологии Уфимского научного центра РАН. - Уфа, 2009. - 26 е.
Лобанок, А.Г. Микробный синтез на основе целлюлозы: Белок и другие пенные продукты / А. Г. Лобанок, В Г Бабицкая, Ж. Н Богдановская - Мн Паука и техника, 1988. - 261 с.
Sulch, A.М. Biochcmical charactcrization of an extraccllulai polygalaeturonase from Trichodermu harzianum / A.M. Saldi, M.F. Ncvm, N.1I. Ebtsam [and others] // Journal of Biotechnology. - 2006. - № 127. - p. 54 - 64.

Содержимое колбы перемешивают. Колбу ставят на электрическую плитку. В горло колбы вставляют стеклянную воронку или втулку с целью уменьшения улетучивания паров серной кислоты. Нагревание колбы проводят постепенно, периодически встряхивая содержимое круговыми движениями. После исчезновения пены нагревание усиливают до кипения. После того как жидкость обесцветится (допускается слегка зеленоватый оттенок), нагрев колбы продолжают еще в течение 30 мин. После охлаждения минерали-зат количественно переносят в отгонную колбу. Колбу Кьельдаля 3 раза ополаскивают 20 — 30 мл дистиллированной воды. Общий объем раствора в отгонной колбе должен составлять 200— 250 мл.
Отгонку минерализата можно проводить непосредственно из колбы Кьельдаля. В этом случае используют колбу емкостью 500 мл. Перед отгонкой аммиака минерализат разбавляют 150— 200 мл дистиллированной воды.
Колбу Кьельдаля или отгонную колбу через холодильник соединяют с приемной колбой, в которую предварительно заливают 20 мл 4 %-пого раствора борной кислоты я 5 капель любого из смешанных индикаторов. Колбу подставляют под холодильник таким образом, чтобы его кончик был догружен в раствор борной кислоты па глубину не менее 1 см.
Отгонную колбу или колбу Кьельдаля подсоединяют к другому концу холодильника, вставляют через пробку, закрывающую горло колбы, капельную воронку, через которую осторожно приливают 60 мл 33—40 %-ного раствора гидроокиси натрия. Воронку промывают 2—3 раза 10—15 мл дистиллированной воды, оставляя небольшое количество воды в качестве гидрозатвора. Колбу нагревают на электрической плитке или другом нагревательном приборе таким образом, чтобы обеспечить равномерное кипение.
В начале отгонки аммиака цвет раствора в приемной колбе меняется па зеленый. При оптимальном кипении объем раствора в приемной колбе через 20—30 мин обычно составляет 150— 200 мл. Окончание отгонки можно контролировать с помощью красной лакмусовой бумажки. Для этого приемную