Технологию производства кормового белка для животноводства из отходов сахарной промышленности разработали ученые Пермского национального исследовательского политехнического университета (ПНИПУ). Новый метод позволяет снизить себестоимость кормовых белков в 10 раз, сообщили в пресс-службе вуза.
«В отличие от традиционных кормовых средств, таких как сено, зерно, которые в первую очередь обеспечивают животных энергией и пищевыми волокнами, белковые компоненты выполняют более специализированную функцию — восполняют нехватку протеина, аминокислот и других биологически активных веществ. <…> Ученые Пермского политеха разработали технологию получения кормового белка из свекольной мелассы — густого сиропообразного побочного продукта, остающегося после производства сахара из свеклы или тростника — с использованием смешанной микробной культуры», — рассказали в университете.
По словам ученых, в современном мире основные расходы при создании питательных примесей для животных связаны с энергетическими компонентами — глюкозой и сахарозой, которые служат источником энергии для дрожжей и выступают основой для формирования питательных соединений. Без этих добавок дрожжи не могут полноценно расти и вырабатывать ценные питательные вещества. При этом применение очищенных подсластителей достаточно дорого — 300-600 долларов за тонну, а также они содержат только углеводы, но не включают витамины, минералы и другие необходимые дрожжам питательные вещества. Производители вынуждены дополнительно закупать витаминно-минеральные комплексы, что увеличивает себестоимость производства. Кроме того, технологический процесс усложняется тем, что требуется тщательная очистка сырья, точное дозирование и смешивание всех компонентов.
Поэтому ученые ПНИПУ взялись за разработку новой технологии получения кормового белка — из отходов сахарной промышленности (мелассы), которая, в отличие от глюкозы и сахарозы, содержит те же необходимые сахара, а также включает в себя полный комплекс сопутствующих питательных веществ — калий, магний, витамины группы B и органические кислоты. «Такое решение позволяет в 4-10 раз снизить себестоимость производства, одновременно решая проблему утилизации отходов», — отметили в ПНИПУ.
Новая технология
Исследователи отобрали два вида дрожжей — Schizosaccharomyces pombe Y-3303 и Candida maltosa Y-194, которые продуктивно перерабатывают сахара в полезный белок, неприхотливы и хорошо переносят различные примеси. Также они совершенно безопасны для использования в производстве кормов для животных. Для дрожжей готовили питательную среду из пептона (он содержит аминокислоты — «строительные блоки» для белков) и дрожжевого экстракта, которые необходимы дрожжам для активного роста. Затем добавляли углеродный субстрат — мелассу, сахарозу и глюкозу — микроорганизмы расщепляют их и получают энергию для жизни и синтеза белка. После этого ученые сравнивали разные виды сахаров, чтобы понять, на каком субстрате дрожжи растут лучше всего и производят больше белка, и определяли оптимальную концентрацию сахара (1-10 г/л), а также изучали влияние добавок — азота, фосфора и микроэлементов.
Как сообщила кандидат биологических наук, доцент кафедры «Химия и биотехнология» ПНИПУ Анастасия Зорина, оказалось, что на мелассе дрожжи растут быстрее и производят больше белка, чем на сахарозе и глюкозе, поскольку меласса уже содержит в себе полезные вещества. Так исследование показало, что обычная меласса служит идеальным сырьем для выращивания дрожжей, производящих кормовой белок, также ее использование позволяет увеличить продуктивность процесса накопления биомассы на 61% по отношению к глюкозе и на 5,6% по сравнению с сахарозой. Помимо этого, исследователи выявили, что при смешивании штаммов дрожжей их продуктивность возрастает — дрожжи в составе смешанной культуры показывают результат, который на 8% превосходит простую сумму возможностей отдельных штаммов.
Результаты работы ученых опубликованы в сборнике «Химия. Экология. Урбанистика» (том 1). Как отметили в ПНИПУ, разработка позволяет преобразовывать отходы сахарной промышленности в высококачественный и доступный по стоимости кормовой протеин, решая сразу две проблемы современной агропромышленной отрасли: необходимость утилизации миллионов тонн патоки и острый дефицит белковых кормов для животноводства.
