Ферментные препараты в животноводстве. Учебно-методическое пособие

Специалистами фирм-производителей ферментов проводится систематическое совершенствование продукции, в котором решающую роль играют подробные анализы кормов и большой опыт в области физиологии животных и ферментной биохимии. Ферменты, успешно проявившие себя в лабораторных испытаниях, испытываются небольших экспериментах на животных, и в случае положительного результата окончательный результат получают в результате масштабных экспериментов по кормлению.

По составу кормовые ферментные препараты подразделяются на три группы:

-моноферментные, содержащие один фермент;

-мультиферментные, содержащие несколько ферментов;

-смесевые, получаемые смешиванием различных ферментных препаратов.

В практике современного животноводства и птицеводства все большее значение приобретают комплексные и мультиферментные препараты. Сейчас на рынке представлены мультиэнзимные комплексы с разным сочетанием ферментов. Каждый препарат индивидуален по количеству, составу ферментов и превалирующей активности.

Эти препараты эффективны в кормах, содержащих сразу несколько источников зерна. Мультиферментные препараты содержат от 3 до 20 различных фермен-

31

5. Структура рынка и потребления ферментных препаратов

В мире производится около 600 видов различных ферментативных препаратов. Наиболее крупными производителями являются США, Япония, Франция. Большая часть производимых ферментов предназначены для с/х (около 40%). Например, промышленным способом производят такие ферменты как амилаза, глюкоамилаза, протеаза, инвертаза, пектиназа, каталаза, стрептокиназа, целлюлаза и др.

Амилазы и протеазы используют также в текстильной, хлебопекарной и кожевенной промышленности. Пектолитические ферменты могут быть использованы для мацерации тканей при переработке растительного

33

сырья, например при получении льноволокна. Щелочные протеазы, особенно иммобилизованные, очень эффективно используются в составе моющих средств. Кроме протеолитических ферментов в состав моющих средств вводят липазу, целлюлазу, оксидазу и амилазу для удаления загрязнений крахмального происхождения. Использование иммобилизованной глюкозоизомеразы для непрерывного получения глюкозы является наиболее крупным процессом такого рода в мире

В России также увеличивается выпуск ферментативных препаратов. В основном они используются в пищевой, кожевенной, мясной промышленности и в с/х. Однако потребность промышленности в ферментных препаратах более чем на 90% удовлетворяется за счет импорта. На долю российских производителей приходится, соответственно, менее 10%. При этом объем внутреннего производства в течение последних трех лет демонстрирует тенденцию к сокращению, обусловленную значительной конкуренцией со стороны зарубежных фирм.

Применение ферментных препаратов в указанных отраслях промышленности во много раз ускоряют производственные процессы, обеспечивает более экономичное использование с/х сырья.

Так например обработка ферментными препаратам мяса позволяет увеличить выход высших сортов с 15 до 27% от его общего веса. Добавка ферментных препара-

34

тов в корма для животных в количестве 0.01-0.03% от сухого вещества рациона увеличивает привесы скота на 5-10%, птицына 10-20%. Затраты кормов на получение единицы привеса снижаются при этом на 6-12%.

Рассмотрим подробнее некоторые группы фермен-

тов.

Амилолитические ферменты. К ним относятся L- амилаза, ß-амилаза, глюкоамилаза. Их действие проявляется при гидролизе крахмала и гликогена. Крахмал при гидролизе сначала расщепляется на более простые полисахариды - декстрины, а затем - до глюкозы.

Протеолитические ферменты относятся к гидролазам, образуя группу пептидаз (протеаз). Их действие заключается в ускорении гидролиза пептидных связей в белках и пептидах. Важная их особенность - выборочный, селективный характер действия на пептидные связи в белковой молекуле. Например, пепсин действует только на связь с ароматическими аминокислотами, трипсин - только на связь между аргинином и лизином. Из них рН 1,5-3,7 имеют кислые протеазы; рН 6,5-7,5 - протеазы; рН> 8,0 - щелочные протеазы.

Применение протеаз широкое: мясная промышленность - для умягчения мяса; кожевенная промышленность - при обезволошивании (удаление волосяного покрова) и размягчении шкур; кинопроизводство - для растворения желатинового слоя на пленках при их регенерации; парфюмерия - при создании добавок в зубную

35

пасту, в крема, лосьоны и др; промышленность синтетических моющих средств - при применении моющих добавок для удаления загрязнений белковой природы; медицина - при лечении воспалительных процессов, ожогов, тромбозов.

Пектолитические ферменты объединены в одну группу по внешнему проявлению своего действия - уменьшению молекулярной массы и снижению вязкости пектиновых веществ (пектин - пектиновые кислоты и протопектин) представителей полисахаридов. Они содержатся во фруктах, корнеплодах, стеблях (лен). Пектиновые вещества имеют молекулярную массу от 20000 до 200000. Все пектиназы делятся на два вида - гидролазы и трансэлиминазы. Применение в текстильной промышленности - вымачивание льна перед его переработкой, в виноделии - осветление вин, уничтожение мутности, в консервировании - при приготовлении фруктовых соков.

Целлюлолитические ферменты очень специфичны, их действие проявляется лишь в деполимеризации молекул целлюлозы, обычно они действуют в виде комплекса, который в целом доводит гидролиз целлюлозы до глюкозы. Использование их очень перспективно в гидролизной промышленности - это получение глюкозы из целлюлозы; в медицинской - выделение лекарственных веществ (стероидов) из растений; в пищевой - улучше-

36

ние качества растительных масел; в сельском хозяйстве - как добавки в комбикорма для жвачных животных.

Для значительного улучшения переваримости сочных и грубых кормов, богатые клетчаткой, пентозанами, пектиновыми веществами, которые медленно перевариваются микроорганизмами рубца в рационы крупного рогатого скота добавляют ферментные препараты пектофоетидин, амилосубтилин и глюкаваморин. При этом повышается общая продуктивность животных и существенно снижается расход кормов на единицу продукции (на 8-10%). В рационы свиней вводят ферментные препараты амилосубтилин, протосубтилин, амилоризин, глюкаваморин, протезим.

Особо важное значение имеет применение ферментных препаратов при кормлении молодняка сельскохозяйственных животных, т.к. у телят формирование рубца происходит лишь к 2-3 месячному возрасту, у поросят ферментные системы желудочно-кишечного тракта начинают нормально функционировать лишь в 3-4 месячном возрасте.

Пищеварительные железы птиц не образуют ферменты, катализирующие гидролиз клетчатки и пектиновых веществ, а микрофлора кишечника у них малочисленна, поэтому в их кормовые рационы добавляют ферментные препараты с целлюлолитической, пектолитической и протеолитической активностью.

37

животного происхождения до усвояемых олигопептидов

иаминокислот.

Впоследние годы находят широкое применение в ветеринарии микробные ферментные препараты. Используются для лечения и диагностики многих заболеваний сельскохозяйственных животных и птиц. Например, ферменты, способные разрушать клеточную оболочку и обладающие лизирующим действием, используются в лечении бактериальных и других заболеваний (сальмонеллез и пуллорозу птиц, эндометриты у коров и др.). Для этих целей применяются ферментные препараты лизоцим, гликозидаза, лизосубтилин, мальтаваморин и другие. Амилосубтилин и протосубтилин используются для профилактики и лечения желудочных заболеваний. Ферменты, содержащиеся в этих препаратах, вызывают также гидролиз оболочек яиц гельминтов.

Наряду с производством ферментных препаратов, выделяемых из микробных клеток, разработаны технологии получения биопрепаратов на основе живых микроорганизмов — симбионтов желудочно-кишечного тракта животных, которые в процессе своей жизнедеятельности синтезируют различные ферменты, витамины, незаменимые аминокислоты, антибиотики, вещества, обладающие гормональным действием.

Создание высокоактивных штаммов микроорганизмов проводится как обычными методами генетики и

39