Создание белково-витаминных комплексов для кормления животных через биотехнологическую конверсию отходов сельскохозяйственного производства

Объекты исследования: целлюлозосодержащее сырье: подстилка органическая от животных, вегетативная масса мискантуса, свекловичный жом, зерно пшеницы, солома гречихи, солома пшеницы, шелуха подсолнечника, шелуха рисовая, шелуха гречишная, опилки хвойных пород. Цель исследования: Исследование и обоснование методологии и технологических решений создания белково-витаминных комплексов для кормления животных из целлюлозосодержащих отходов сельскохозяйственного производства с использованием микробного синтеза. Задачи исследования: 1. Провести сравнительную оценку физико-механических методов воздействия на целлюлозосодержащее сырье и определить оптимальные режимы и параметры предобработки биомассы. 2. Провести осахаривание биомассы на предобработанном сырье и изучить содержание сухих веществ, сахаров, коэффициент утилизации лигнина, целлюлозы в гидролизатах; 3. Провести сравнительную оценку показателей роста, выхода Saccharomyces cerevisiae в зависимости от состава субстрата и параметров культивирования; 4. Изучить белково-витаминный состав полученного кормового комплекса и определить показатели общей токсичности на лабораторных животных. Научная новизна: Аргументирован подбор целлюлозосодержащего сырья для эффективного использования в биотехнологии кормового комплекса. С применением полнофакторного эксперимента (ПФЭ22) обоснован физико-механический метод воздействия на сырье и определены оптимальные режимы и параметры предобработки; подобраны условия перментативного гидролиза предобработанного сырья; условия культивирования продуцента белка и витаминов Saccharomyces cerevisiae ВКПМ Y-365 с целью максимального выхода целевых продуктов (белка, витаминов). Изучен белково-витаминный состав полученного кормового комплекса и определены показатели общей токсичности на лабораторных животных. Теоретическая и практическая значимость работы: Разработана технологическая схема получения белково-витаминного комплекса для кормления животных на питательной среде, содержащей сахарный раствор, полученный путем биоконверсии отходов сельскохозяйственного производства, с высоким содержанием белка (46% и более) и витаминов, обеспечивающих суточные потребности сельскохозяйственных животных для поддержания гомеостаза и повышения продуктивности генетического потенциала, а также обеспечивающих эффективное использование кормовых средств, снижение затрат кормов на производство животноводческой продукции. При этом, показано, что использование физико-механического способа воздействия – ультразвука на отходы сельскохозяйственного производства, повышает биологическую конверсию лигноцеллюлозного сырья при использовании низкой концентрации фермента, отсутствии в производственном процессе химических реагентов и сокращении времени цикла производства готового продукта. Использование данной технологии позволит решать не только вопросы кормопроизводства, но и экологические проблемы сельскохозяйственного производства – утилизацию органических отходов, которым не находится должного применения в сельскохозяйственной практике (солома гречихи). С экономической точки зрения, замена дорогого компонента питательной среды культивирования микробного продуцента белка и витаминов – солодовое сусло на сахарный раствор (ферментолизаты), полученный из целлюлозосодержащих отходов сельскохозяйственного производства, удешевит себестоимость получения кормового белково-витаминного комплекса примерно на 15-20%. Для получения 1 кг заявленного кормового белково-витаминного комплекса необходимо 164 г сухой измельченной соломы гречихи.