Недавние эксперименты на дойных коровах показали, что нет никаких биологических или физиологических ограничений для использования микроводорослей в качестве белковых кормов в системах интенсивного производства молока.
Микроводоросли представляют собой группу разнообразных микроскопических организмов, растущих в самых разных средах: от воды до суши, от жаркого до холодного климата, от пресной до соленой воды. Происхождение отражается на питательном составе микроводорослей, который может сильно различаться между видами, а также внутри видов в зависимости, например, от штамма, условий культивирования, метода сбора и стадии роста. Эта вариативность состава микроводорослей позволяет применять их различными способами в кормлении животных с целью оптимизации состава рациона. Например, виды, богатые белком (такие как Spirulina platensis и Chlorella vulgaris), могут использоваться в качестве белковых кормов, тогда как виды, богатые липидами или углеводами, являются подходящими энергетическими кормами, а виды, богатые, например, полиненасыщенными жирными кислотами или антиоксидантами, могут служить в качестве пищевых добавок. В докторской диссертации, опубликованной в мае 2019 года в Хельсинкском университете, оценивался потенциал различных микроводорослей в качестве белковых кормов для молочных коров.
Было проведено четыре эксперимента по кормлению лактирующих молочных коров для изучения влияния различных белковых ингредиентов на потребление корма, производство молока, энергетический обмен, использование азота и метаболизм аминокислот. В экспериментах необезжиренные микроводоросли (Spirulina platensis, Chlorella vulgaris и Nannochloropsis gaditana) полностью или частично заменяли белок, содержащийся в обычных белковых кормах (рапсовый шрот, соевый шрот и т. д.). Кроме того, в одном из экспериментов исследовали влияние белкового кормления на надои и обмен веществ. Концентрация белка Spirulina platensis и Chlorella vulgaris была заметно выше по сравнению с сырым протеином обычных белковых кормов (примерно 600-700 г/кг в сухом веществе), в то время как концентрация протеина Nannochloropsis gaditana соответствовала таковой в обычных протеиновых кормах (385 г/кг в сухом веществе).
Вкусовые качества микроводорослей были явно хуже, чем у обычных белковых кормов. При раздельном скармливании грубых кормов и концентратов коровам снижалось потребление концентратов, содержащих микроводоросли, но коровы компенсировали это, поедая больше грубых кормов. В результате общее потребление корма не изменилось при использовании микроводорослей в качестве заменителя обычных белковых кормов. Тем не менее не ясно, вызвана ли более низкая вкусовая привлекательность микроводорослей их сенсорными свойствами (т. е. вкусом, запахом и текстурой), отличными от обычных белковых кормов, или физиологическими реакциями на прием микроводорослей, или и тем, и другим. Также необходимы дальнейшие исследования воздействия культивирования, методов сбора и переработки на состав микроводорослей и их вкусовые качества, поскольку, например, высокая концентрация натрия может снизить потребление корма жвачными животными. Есть также указания на то, что на качество белка могут влиять методы производства микроводорослей.
Выходы молока и молочного белка, полученные при кормлении микроводорослями, были сопоставимы с выходами, достигнутыми при кормлении соей. При замене рапса и сои на Spirulina platensis установлен повышенный выход молочного жира, возможно, из-за различий в ферментации рубца, снижения живой массы коров или повышенного потребления метионина. В целом, несмотря на худшие вкусовые качества, микроводоросли показали себя на удивление хорошо по сравнению с обычными белковыми кормами. Ожидалось превосходство рапсового шрота, потому что было доказано, что этот белковый корм хорошо подходит для рационов молочных коров, основанных на травяном силосе и злаках. Улучшение вкусовых качеств микроводорослей для дойных коров может еще больше повысить молочную продуктивность, поскольку потребление корма является основным фактором, влияющим на надои.
Влияние микроводорослей на использование азота зависело от замены обычного белкового корма. Когда Spirulina platensis заменили рапсом, эффект был отрицательным, так как меньшая доля азота и пищевого белка в корме оказывалась в молоке. При кормлении рапсом уровень использования молочного белка, подходящего для потребления человеком, составлял 150 % на самом высоком уровне, а это означает, что коровы, которых кормили рапсом, производили молоко с более пригодным для человека белком, чем тот, что они потребляли с кормом. Таким образом, кормление рапсом способствовало продовольственной безопасности, поскольку рапсовый шрот является побочным продуктом производства продуктов питания с очень хорошей реакцией на надои. При кормлении микроводорослями соответствующий коэффициент составлял примерно 100 %, что делает влияние микроводорослей на продовольственную безопасность ни положительным, ни отрицательным.
Когда микроводоросли заменяли на соевые бобы и шрот, эффект был более положительным по сравнению с кормлением рапсом, поскольку доля азота, попадающего в молоко, увеличивалась или оставалась неизменной. Коэффициент использования пищевого белка для человека составил примерно 80 % при кормлении соей. Другими словами, коровы, которых кормили этими кормами, потребляли с кормом больше белка, чем производили с молоком. Таким образом, эти типы питания могут ухудшить продовольственную безопасность по сравнению с рапсом и микроводорослями. Выделение азота с мочой также уменьшилось, так как микроводоросли заменили сою в кормлении молочных коров. Противоположный эффект наблюдался при замене бобов микроводорослями, так как общее выделение азота в окружающую среду увеличивалось.
Из аминокислот микроводорослей концентрация гистидина была ниже, а концентрация метионина выше по сравнению с обычными белковыми кормами. Доступность этих аминокислот часто является первым фактором, ограничивающим удой молочных коров. Во всех экспериментах микроводоросли снижали потребление коровами гистидина и увеличивали потребление метионина. Однако это влияло на концентрацию гистидина или метаболитов гистидина в плазме только в половине экспериментов. Потенциальная причина этого может быть связана с короткой продолжительностью экспериментов, когда животные могли справляться с временной нехваткой гистидина в рационе за счет использования запасов гистидина в организме.
Различия в реакциях метионина и метаболитов метионина в плазме были значительными при кормлении рапсом и микроводорослями. Оба этих корма увеличивали потребление метионина, но только рапсовый жмых был способен повышать уровень метионина и метаболитов метионина в плазме, что свидетельствует об улучшении статуса метаболизируемого белка у молочных коров. Отсутствие такого эффекта с микроводорослями может быть вызвано белковыми характеристиками микроводорослей, такими как высокая расщепляемость белка в рубце или низкая усвояемость белка в кишечнике. Оба эти фактора могут ограничивать доступность аминокислот в кишечнике, используемых для производственных целей. В настоящее время недостаточно изучена способность микроводорослей к разложению белков рубца и усвояемость их кишечником, а также влияние методов культивирования и сбора микроводорослей на эти факторы.
Результаты экспериментов показали, что микроводоросли можно использовать в качестве источника белка для лактирующих молочных коров в системах интенсивного производства молока. Микроводоросли подходят для замены соевых бобов и шрота в рационах молочных коров. Тем не менее широкомасштабное использование микроводорослей в кормах по-прежнему затруднено из-за высокой стоимости производства микроводорослей по сравнению с обычными белковыми кормами. Однако конкурентоспособность микроводорослей может измениться в будущем, например, из-за быстрого технологического развития производства микроводорослей и различных мер политики, направленных на борьбу с неустойчивыми методами производства кормов. Кроме того, использование микроводорослей в качестве корма для животных также может способствовать снижению себестоимости производства микроводорослей.
