Оформить заказ

Заполните простую форму и наши специалисты свяжутся с Вами в ближайшее время

Задайте вопрос, чтобы получить
более подробную информацию
об услугах или продукции.

Оставьте свои контактные данные для обратной связи: e-mail и номер телефона.

01

КОРМА И МОЛОКО

16.02.2024

Кормовые концентраты на основе микробного белка

Микробная биотехнология имеет долгую историю производства кормов и продуктов питания. Ключевой особенностью сегодняшней рыночной экономики является то, что производство белка с помощью традиционных цепочек поставок продуктов питания, основанных на сельском хозяйстве, становится серьезной проблемой с точки зрения глобального загрязнения окружающей среды, включающего диффузные выбросы питательных веществ и парниковых газов, землепользование и водный след. Пришло время переоценить текущие возможности производства богатых белком кормов или пищевых добавок в форме водорослей, дрожжей, грибов и простой бактериальной клеточной биомассы, которые можно производить с меньшим воздействием на окружающую среду по сравнению с другими альтернативами растительного или животного происхождения. В этом контексте микробная биоконверсия таких ценных веществ, как питательные микробные клетки и клеточные компоненты, является мощным активом.

Нынешнее антропогенное давление на ограниченные ресурсы Земли и сопутствующая динамика изменения климата вызывают серьезные опасения по поводу устойчивости современных сельскохозяйственных цепочек производства кормов и продуктов питания. Учитывая оценку продолжающегося роста населения мира до 10 миллиардов человек в 2050 году, было подсчитано, что миру потребуется производить примерно на 70% больше пищевых калорий, чем в 2006-м. Существует необходимость найти надежные альтернативные решения, способные укрепить будущую продовольственную безопасность, одновременно сводя к минимуму воздействие на глобальную устойчивость.

Микроорганизмы всегда играли центральную роль в основных технологиях обработки пищевых продуктов, например в преобразовании волокон в съедобную пищу при ферментации теста для производства хлеба или превращении молока в сыр, обеспечивая его долгосрочную сохранность. Их часто использовали в качестве прямого источника пищи, как в случае с дрожжами или водорослями. Последние вместе с бактериями составляют микробные субъекты, участвующие в переработке пищевых продуктов. Их также можно использовать непосредственно в качестве корма или источника пищи. Термин «микроб» используется здесь в широком значении и включает бактерии, грибы, дрожжи и водоросли.

В начале 1960-х годов, когда общественная осведомленность о надвигающемся глобальном демографическом буме возросла, необходимость поиска альтернатив для устойчивого питания растущего населения соответствовала основным усилиям по разработке альтернативных источников кормов и продуктов питания. Было предпринято несколько попыток разработать и внедрить на практике производство высококачественных белковых добавок из микроорганизмов, известных как микробный белок или одноклеточный белок, в основном за счет использования обильных и недорогих углеводородных субстратов, таких как метанол и метан. Помимо промышленно разработанного микробного белка на основе углеводородов, разработчики исследовали целый ряд других возможностей производства микробного протеина, включая использование естественного или искусственного света, молекулярного водорода и множества различных органических субстратов, таких как побочные продукты сахарной промышленности, а также другие пищевые продукты, остатки переработки или даже пищевые отходы. Несмотря на то что микробный белок был хорошо принят и успешен во многих исследованиях на сельскохозяйственных животных, фактический и окончательный прорыв к повсеместному использованию микробного протеина на рынке кормов для животных был затруднен из-за низких цен, которые установились в конце 1970-х годов на более традиционные источники белка, такие как соевые бобы и рыбная мука, а также из-за достаточно слаборазвитого состояния технологии брожения. Одновременно с этим рост цен на нефть в последующие десятилетия привел к закрытию предприятий из-за относительно высоких затрат на производство микробного белка и, как следствие, невыгодного конкурентного положения по сравнению с другими, более дешевыми и «естественными» альтернативами.

Однако в последние годы исследования и разработки в области микробного белка набирают обороты как в научной, так и в промышленной сферах. Резкий рост цен на рыбную муку вместе с экологическим давлением производства соевых бобов на использование земли и воды в тропических регионах земного шара оправдывают повторное использование рыбной муки и изучение микробной альтернативы.

Главной движущей силой, ведущей к возрождению микробного протеина как источника корма, несомненно, является сектор аквакультуры. Рыбоводство в настоящее время обеспечивает около 50% мировых запасов рыбной пищи, и, по прогнозам, оно будет расти и дальше, став ключевым сектором в поставках высококачественного белка для населения мира. В настоящее время на долю аквакультуры приходится более 73% мирового потребления рыбной муки, при этом вылов дикой рыбы явно не в состоянии обеспечить достаточное количество высококачественных кормов для такого быстрорастущего сектора. Производство микробного белка из природного газа в последнее время привлекло большое внимание благодаря инновационным процессам ферментации, обеспечивающим высокую объемную производительность (3–4 кг сухого вещества микробного белка на 1 м3 объема реактора в час) с помощью бактерий рода Methylococcus capsulatus. Помимо достижения реального промышленного производства и конкурентоспособности затрат по сравнению с рыбной мукой, конечный продукт — микробный протеин — сравним с рыбной мукой по составу незаменимых аминокислот и общей питательной ценности.

Помимо аквакультуры, микробный белок также был успешно исследован в кормовых испытаниях на наземных животных, включая крупный рогатый скот (жвачные животные), свиней и кур, что расширяет его потенциальное рыночное применение. Однако в этом случае относительно низкая цена соевого шрота, а также широкое и устоявшееся использование последнего в качестве основной белковой добавки в животноводстве по-прежнему противодействуют применению микробного белка на основе природного газа в качестве замены значительного процента кормов.

Альтернативный путь производства микробного белка состоит в извлечении ценных питательных веществ из различных побочных потоков пищевой промышленности, например из кормов и воды для переработки пищевых продуктов. В этом случае использование гетеротрофных микроорганизмов, таких как дрожжи и бактерии, позволяет конвертировать органический углерод и питательные вещества (N, P) в сточных или технологических водах в белок. Микробный белок, производимый таким способом, может представлять собой ценный и конкурентоспособный вариант заменителя соевого белка для корма для животных.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4993174/