## ## ####
Одной строкой:


Развитие ферментного производства для извлечения прибыли сегодня и в будущем

Кормопроизводство / Главная  •  Опубликовано 24.09.2013  •  1614 просмотров
Развитие ферментного производства для извлечения прибыли сегодня и в будущемС тех пор, как использование ферментов в кормах для животных получило распространение в 80-годы, индустрия кормовых ферментов играет важную роль в формировании состава кормов для животных. Эта статья обращается на 25 лет назад в историю вопроса и рассматривает возможности для грядущего десятилетия. В конце 80-х годов фитаза использовалась для помощи животноводам, в первую очередь, в Нидерландах, чтобы снизить выделение вредного трудноусвояемого фосфора в питьевую воду и таким образом миновать «фосфорный налог». Кроме того, избегая штрафов, голландские животноводы получали выгоду от внедрения адсорбентов фосфора - жизненно-важных минералов для роста скелета, меньше полагаясь на неорганические источники фосфора. Животноводы всего мира заинтересовались этим опытом и взяли на заметку, а кормовая индустрия начала использовать ферменты в полном объеме. Примерно в то же самое время ксиланаза и бетаглюканаза, которые расщепляют некрахмалисттые полисахариды (НКП) в «вязких» зерновых (пшеница, ячмень и тритикале) были успешно добавлены в ряд кормовых ферментов.

Вовремя замеченный потенциал
В 90-х годах комбикормовая промышленность все больше признает важность использования ферментов в составе рационов, содержащих ряд различных ингредиентов. Были созданы специальные службы, которые специализировались на повышении производительности от специальных рационов, содержащих ферменты, включая те, что содержали высокий уровень кукурузы. Начало века увидело несколько технических инноваций, включая внедрение более биоэффективной фитазы, предотвращающей кишечные инфекции, и формирующей более термоустойчивый ферментный продукт. Последнее десятилетие обозначило дополнительные проблемы, в решении которых животноводам могут помочь производители кормовых ферментов. Население планеты возросло до 7 млрд. человек, доход на душу населения также увеличился в некоторых частях мира, стимулируя возрастающую потребность в белке.

ХХI-й век
К 2020 году 70-75% спроса на мясо будет поступать из Азии и Бразилии, 75% спроса на яйца будет приходиться на Азию, в то время как 60% потребности в молочных продуктах придется на Индию, Пакистан и Китай. Тем временем, достижения кормовой промышленности становятся все больше, а местные научные, исследовательские и технические разработки нуждаются в гарантиях, что объемы производства смогут соответствовать целям продовольственной безопасности. Использование фитазы в рационах птицы и свиней возросло в ответ на повышенное беспокойство по поводу чрезмерного наличия фосфора в отходах животных, также немаловажное значение имеет экономическая выгода, извлекаемая при замене неорганического фосфора, запасы которого исчерпаны повсеместно. Запрет на использование мясокостной муки - основного источника фосфора, в Евросоюзе является еще одним фактором, ускорившим использование фитазы. В результате, микробиальная фитаза обошла глюканазу став основным ферментом, используемым в кормовой индустрии. Сегодня более 70% мировых производителей птицы и яйца включают в состав кормов фитазу.

Применение кормовых ферментов сегодня
Птицеводство – крупнейший потребитель кормовых ферментов сегодня, и его высокоинтегрированная природа привела к быстрому потреблению технологий кормовых ферментов за эти годы. Использование кормовых ферментов также широко распространилось в свиноводстве, в разведении руминантных животных и в аквакультуре, особенно на ключевых стадиях развития животных. Поросятам с еще неразвитой пищеварительной системой особенно полезна ферментная добавка в рационе.
Использование ферментов в рационах руминантных животных в прошлом было ограничено, так как предполагалось, что ферменты не расщепляют белок в рубце. Однако увеличение веса животного в опытах исследователей за последние десять лет продемонстрировало, что ферментные препараты могут быть эффективны в изменении лактации и увеличении производительности стада. В аквакультуре поиск альтернативных источников белка для замены рыбной муки плюс беспокойство из-за относительно низкой усвояемости питательных веществ, а также наличия множества антипитательных факторов в альтернативах рыбной муки, привело к увеличению интереса к кормовым ферментам и изучению их оптимального применения.

Ценовые стимулы
Несмотря на то, что жизненно-важные вопросы «прибыли и производительности», стоят перед лицом производителей сегодня также как и 30 лет назад, нестабильность цен на сырье остается главной проблемой последних лет. Сегодня сырье забирает свыше 65% стоимости кормопроизводства по причине увеличения цен на нефть и влияния погоды на урожай зерновых. Производители кормовых ферментов приняли ситуацию, изучая, как ферменты могут быть использованы для улучшения усвояемости и производительности, с применением менее дорогого, но более волокнистого сырья, такого как сухая послеспиртовая барда, побочный продукт биоэтанолового производства, используемый для замены более дорогостоящих источников.

Запрет на растущее использование антибиотиков
Увеличение объемов производства для удовлетворения растущей потребности в животном белке, в некоторых странах совпало с принятым законом вокруг субтерапевтического использования антибиотиков (антибиотические стимуляторы роста АСР). Условия содержания в стойле, устойчивая микрофлора желудка - уже давно признаны важными факторами для здоровья и производительности стада, и до недавнего времени страх перед болезнетворными микробами поддерживался использованием АСР. Однако при их постоянном использовании роль кормления в формировании и управлении микробиомом заметно снизилась. Использование АСР уже запрещено в Европе по причине озабоченности устойчивостью бактерий к антибиотикам и их остатками в мясе, позднее к запрету присоединилась Корея; другие страны, скорее всего, также последуют их примеру. Достижение оптимального питания является главным приоритетом для здорового желудка и сильного иммунитета. Взаимосвязь питания, микрофлоры и баланса в ЖКТ очевидна, но не полностью изучена, а она диктует развитие, морфологию и функциональность ЖКТ и, в конечном счете, влияет на производительность животных.

Следующее десятилетие
Какие же задачи и изменения принесет нам следующее десятилетие в сфере использования ферментов? Ценовая неустойчивость сырья останется большой проблемой, таким образом, колебания усвояемости кормов, которые возникают из-за ценовой неустойчивости, а также их влияние на продуктивность животных - станут главными вопросами, которые придется решать животноводам и кормопроизводителям. Кроме того, было точно установлено, что изменения уровня неусвоенных питательных компонентов ведет к нежелательным изменениям в кишечной флоре, с прямыми последствиями для пищеварительной способности и расстройств, связанных с плохим здоровьем кишечника. Следовательно, важным моментом при отборе ферментов для улучшения усвояемости рациона является то, что особые ферменты должны быть направлены на субстраты, включая антипитательные рационы, которые не полностью усваиваются с помощью собственных ферментов (эндогенов) животного. Это усилит результативность использования кормовых ферментов и их влияния на микрофлору кишечника.

Снижение изменчивости питательной ценности
Одним из ключевых преимуществ использования хорошо исследованных кормовых ферментов есть и будет снижение характерной нестабильности питательной ценности основного сырья и, в результате, нестабильности производительности животного. Использование кормовых ферментов повышает «градус точности» кормовой формулы и помогает снизить цену. Известно, что чем ниже питательная ценность ингредиентов, тем больше потенциал ферментного ответа. Так как животноводы рассматривают все более сложные рационы, добиваясь лучшей производительности меньшими затратами, они нуждаются в учете факторов, подобных культивации и условиям урожайности, которые могут повлиять не только на питательное качество различных типов зерна, но также на уровни субстрата в сырье, влияющие на реакцию ферментов в корме. Понимание этих взаимодействий является ключевым моментом для максимизации ценности, которая может быть получена из кормовых ферментов в будущем.

Базовые кукурузные рационы
Кукуруза, например, самая распространенная кормовая культура, но ее кормовая ценность сегодня наиболее нестабильна, иногда она равна по изменчивости «вязким» зерновым, таким как пшеница. Причины этой нестабильности нуждаются в исследовании и устанавливаются для того, чтобы предложить оптимальный состав ферментов, добавление которого принесет максимум пользы.
В нашем опыте нестабильность кукурузы преимущественно функция трех главных факторов - изменение усвояемости собственных углеводов (крахмалов) – связь между крахмалом и белком в зерне – и результат урожая и условий сушки. Все эти факторы и их взаимодействие могут влиять на результаты обменной энергии (ОЭ) зерна для животного.
Одним из более успешных решений добавления кормовых ферментов в рацион, составленный на основе кукурузы, является комбинация ксиланазы, амилазы и протеазы, действующая на базе фитазы - это наиболее эффективный способ борьбы с нестабильностью обменной энергии кукурузы.
Действие ксиланазы направлено на волокнистые элементы в таких рационах, особенно важно, когда волокна суб-продукта включены в рацион (сухая барда), наряду с этим протеаза увеличивает доступность крахмальных гранул для амилазы (они являются эксогенными и эндогенными источниками). В то же самое время добавление протеазы может также быть нацелено на другие антипитательные факторы рациона - остаточные ингибиторы трипсина и лектины в соевом шроте и некоторые другие растительные белки, а также увеличивает усвояемость собственных запасов протеинов.

Применение для птицы и свиней
Птицеводы США, Юго-Восточной Азии и Южной Африки заменили дорогостоящую кукурузу более дешевой пшеницей. В идеале, эти производители могли бы оценить качество пшеницы и питательную ценность маиса и применять ферменты для форсирования уровня производительности. Однако, обменная энергия и состав усвояемых питательных веществ пшеницы может потенциально быть значительно более изменчив, чем у маиса.
Для примера, в 1991 году обнаружено, что общая обменная энергия в 72 образцах пшеницы, собранной в одной стране (Великобритания) варьировалась в пределах 8%. Традиционный метод мышления был таков: изменчивость вязкости есть основной фактор, связанный с изменчивостью кормовой ценности пшеницы. Однако, последние данные демонстрируют, что другие факторы, подобные жесткости эндосперма и процентное содержание золы (зольность) также важны для усвояемости крахмала пшеницы и производительности бройлеров.
Одновременно хорошо известно, что фитат по своей природе усваивается не очень хорошо и применение фитазы – признанный путь положительного влияния энергии и усвояемости аминокислот. Однако, уровни фитатного субстрата часто не учитываются при выборе оптимальной дозы фитазы, или энзимам назначается соответствующее матричное значение. Энергетическая характеристика “карбогидразных” ферментов на самом деле определяется пятью субстратами: крахмал, некрахмалистые полисахариды, сахар, протеин и жиры. Например, на не переваренный крахмал или белок приходится большое количество субстрата, доступного в кукурузных/пшеничных рационах.
Большая вариативность в усвояемости и обменной энергии демонстрирует, что важно принимать во внимание не только присущее свойство кормовых ингредиентов, но также:
- усваивающие возможности животного (амилаза, липаза и протеаза - основные ферменты, наиболее эффективные в комбинации, чем по отдельности);
- факторы рациона, влияющие на эндогенные выделения;
- рН в различных сегментах ЖКТ.
К примеру, свиньям необходимо больше времени, чем птице для того, чтобы усвоить питательные вещества. Кроме того, большая емкость кишечника означает, что пища менее подвержена вязкости. Это является причиной того, почему свиньи не страдают неспособностью связывать некрахмалистые полисахариды пшеницы и ячменя. Для птицы наличие зерна предусматривает балансовый микроклимат для активизации ферментов перед попаданием корма в кислотную среду преджелудка. По некоторым данным предполагается, что наличие хорошо развитого второго желудка может улучшить ферментную отдачу и дать птице серьезное конкурентное преимущество. Только когда все эти факторы будут учтены, мы можем прогнозировать, научно и точно определять матричное значение, по которому можно измерить степень ферментных превращений. Это полное изменение индустрии, использующей традиционные фиксированные коэффициенты усвояемости и в основном использующей принцип «черного ящика» для определения рекомендованной активности ферментного продукта.

Более глубокое понимание фитата
Понимание роли фитата в питании животных значительно продвинулось за последние годы. Антипитательное воздействие фитата весьма существенно для норм аминокислот и усвояемости энергии, повышая ценность фитазы для непосредственного потребителя за пределы простого участника введения фосфора и кальция в рацион. Поиск новых знаний о том, как разные дозы фитазы взаимодействуют с другими эксогенными ферментами, использующимися в рационах, а также в других кормовых добавках - станет центром внимания. Новые фитазы, с усиленной биоэффективностью продолжают внедряться в сектор кормления животных и в дальнейшем будут помогать отрасли выигрывать от их расширенных возможностей.

Термоустойчивость
В дальнейшем развитие технологии термоустойчивости ферментов даст отрасли больше уверенности в использовании гранулированных кормов. Эти нововведения родятся из комбинации усиления термоустойчивости собственных ферментов в паре с развитием техник покрытия. В этом случае потребитель может быть уверен, что заявленные свойства ферментных продуктов тщательно поддерживаются в широкомасштабном коммерческом использовании.

Глядя вперед
В будущем ферментные технологии откроют возможности для использования менее дорогого и нетрадиционного кормового сырья. DuPont, производитель кормов для животных, и участник бионефтеперерабатывающего бизнеса, работает с потенциально перспективными сырьевыми материалами первого и второго поколения биоэтаноловой переработки для животных кормов. Продвижение в этой области может помочь снижению зависимости от ценовой нестабильности и повышению устойчивого производства животного белка.
Доктор Петер Плюмстед, «Danisco Animal Health»
Еженедельный мониторинг стоимости свинины в живом весе (на 17.11.2015)
Регион РФ Цена, руб./кг Изм. в руб.
Курская область 94.00 0,00
Белгородская область 93,0 0,00
Воронежская область 95.00 0,00
Пензенская область 98.00 0,00
Республика Мордовия 104,00 0,00
Республика Татарстан 105,00 0,00