СОЗДАНИЕ СОВРЕМЕННЫХ ФЕРМЕНТНЫХ ПРЕПАРАТОВ ДЛЯ ПРИМЕНЕНИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ

Abstract

Зерновой комбикорм - важнейший источник кормов для домашних животных во всем мире. Корма - самый дорогостоящий компонент процесса производства мяса. На каждый килограмм произведенного мяса коровы и овцы потребляют около 8 кг зернового корма, свиньи - около 4 кг, а птица потребляет 1,6 кг корма. В состав зерновой части комбикормов входят различные виды сырья, включая кукурузу, пшеницу, овес, ячмень, рис и многие другие. Крахмал и некрахмальные полисахариды (НПС), такие как целлюлоза и бета-глюканы, пектины, ксиланы и маннаны, присутствуют в зерновых как основные структурные и энергетические материалы. Наличие НПС приводит к снижению питательной ценности корма, уменьшению доступности полезных компонентов, снижению степени конверсии корма что приводит к потере продуктивности и росту производственных затрат. Карбогидразы, а именно ксиланазы и бета-глюканазы, широко используются в кормлении животных для модификации НПС с целью улучшения качества кормов и повышения продуктивности животных. Подходы к разведению сельскохозяйственных животных, домашней птицы и аквакультуры следуют строгим рекомендациям в соответствии с требованиями к современным породам, особенно актуальными для получения органических продуктов, снижению энергопотребления и выбросов углекислого газа. Современные кормовые ферментные препараты должны обладать высокой молекулярной активность, быть устойчивыми к действию белковых ингибиторов злаков, сохранять стабильность при высоких температурах в процессах гранулирования кормов, а также сохранять активность при воздействии пищеварительных протеаз.

На основе экспрессионной системы высокопродуктивного мицеллиального гриба Penicillium verruculosum (ВКМ F-3972D) с использованием современных достижений генетической и белковой инженерии в лаборатории биотехнологии ферментов ФИЦ Биотехнологии РАН были созданы штаммы-продуценты, секретирующие собственную эндоглюканазу 2 (ЭГ2) и ксиланазу Е (КсилЕ) P. canescens. Продуктивность P. verruculosum достигает 60 г/л внеклеточного белка, что позволяет использовать его в качестве базового продуцента ферментов и ферментных комплексов, востребованных агропромышленными биотехнологиями. Полученные ферментные препараты (ФП) отличаются высокой молекулярной активностью и устойчивостью к действию растительных ингибиторов. Кроме того, сбалансированность состава ферментов, широкий диапазон значений рН их действия и высокое содержание целевых активных белков в новых ФП позволяет использовать низкие нормы ввода ФП в качестве добавок при производстве комбикормов.

Успешное тестирование разработанных ФП в качестве добавки в корма бройлеров и поросят и организация заводом ООО «Агрофермент» производства промышленных партий ферментных препаратов позволило внедрить разработки в сельхозпроизводство.

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ в соответствии с договором № 075-15-2022-318 от 20.04.2022.