RU2706068C2 - Композиция для получения высококачественных кормов из многолетних высокобелковых бобовых трав - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к разработке биотехнологической продукции - композиции, предназначенной для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав. Композиция для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав содержит консорциум молочнокислых и пропионовокислых бактерий с титром жизнеспособных клеток не менее 1×10⁸ КОЕ/см³ и полиферментный комплекс гидролитического и лиазного действия, в котором соотношение единиц активности контролируемых ферментов целлюлазы, ксиланазы, пектинлиазы, эндополигалактуроназы и целлобиазы составляет: 1,0:(4,7-5,6):(2,6-3,7):(1,0-1,6):(0,05-0,07) соответственно. Предлагаемая композиция для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав обеспечивает повышение питательной ценности консервируемых кормов для животноводства. 1 з.п. ф-лы.

Description

Изобретение относится к биотехнологии, а именно к разработке биотехнологической продукции - композиции, предназначенной для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав.

Уровень развития современного отечественного животноводства определяется состоянием кормовой базы, а самое главное, качеством заготавливаемых кормов. При рентабельном ведении кормопроизводства, наряду с достаточным общим уровнем энергетического питания, необходимо существенное улучшение биологической полноценности поставляемых животным кормов. Важнейший и рациональный путь решения этой проблемы - достижение максимальной сохранности питательных веществ, содержащихся в вегетативной массе растений.

Основным сырьем при консервировании и хранении кормов для жвачных животных впрок являются сеяные многолетние бобовые и злаковые травы, а также их травосмеси, которые обладают максимальной кормовой ценностью в ранние фазы вегетации. Поэтому, для приготовления из них высокопротеиновых (18-23%), энергонасыщенных (10,2-11,2 МдЖ ОЭ в 1 кг сухого вещества) объемистых кормов, наряду с внедрением в производство перспективных сортов, агротехнических прйемов выращивания трав, четкого соблюдения правил их уборки и провяливания, необходимо постоянное совершенствование существующих и разработка новых технологий получения качественных кормов, применительно к условиям хозяйствования. При этом, актуальной является проблема снижения потерь питательных веществ, повышения качества и питательности получаемых объемистых кормов, причем от этого зависит не только продуктивность, но и здоровье, воспроизводительные функции, долголетие животных и, в конечном итоге, рентабельность отрасли животноводства.

Большинство многолетних бобовых и злаковых трав в оптимальные фазы вегетации относится к трудносилосующимся культурам из-за недостатка в них растворимых Сахаров, необходимых для максимального образования молочной кислоты, обеспечивающей нормальное протекание молочнокислого брожения в массе при спонтанном заквашивании. Это свидетельствует о том, что приготовить качественный силос из раноубранных, даже провяленных до влажности ниже 70% трав, свободный от масляной кислоты, при высокой сохранности протеиновой и энергетической питательности, практически невозможно без использования консервантов - ингибиторов или стимуляторов процессов в силосуемой массе.

Известно, что качество получаемого корма определяется направленностью происходящих при ферментации растительной массы биохимических и микробиологических процессов. Скорость образования молочной кислоты - основного консерванта силоса зависит от численности молочнокислых бактерий, присутствующих в силосуемом сырье, влажности массы и количества доступных для сбраживания Сахаров, то есть для успешного процесса ферментации силоса необходимо достаточное количество молочнокислых бактерий и адекватное количество легкосбраживаемых Сахаров для полноценного их взаимодействия. Кроме того, при силосовании трав большое значение имеют фаза вегетации трав, буферная емкость сырья, содержание нитратов и другие факторы. Одним из перспективных путей решения проблемы получения качественных кормов из разных видов кормовых культур, наряду с использованием химических консервантов, является применение биотехнологических способов, в первую очередь, ферментативной обработки сырья, что установлено в работах отечественных и зарубежных исследователей. В последние десятилетия было показано, что для успешного консервирования растительного сырья необходимы не отдельные ферменты, а мультисистемы, содержащие комплекс целевых ферментов, сбалансированный по уровню и соотношению единиц активности и соответствующий биохимическому составу сложных, трудногидролизуемых полисахаридов (гемицеллюлозы, целлюлоза, пектиновые вещества, протопектины, пентозаны и др.) обрабатываемого сырья. Это означает, что для разных видов кормовых культур комплексные препараты должны содержать соответствующий набор ферментов целевого назначения. Кроме этого, успешность силосования зеленой массы, помимо ферментативного воздействия, зависит и от численности на растительной массе полезных эпифитных молочнокислых бактерий, обеспечивающих быстрое сбраживание растворимых Сахаров и подавление развития нежелательных микроорганизмов, в том числе дрожжей, клостридий, гнилостных и маслянокислых бактерий.

При консервировании растительной массы с содержанием сухого вещества свыше 30%, независимо от наличия в ней Сахаров, необходимы меры, направленные на улучшение ее силосуемости. Одним из эффективных приемов увеличения численности молочнокислых бактерий в сырье, при недостатке эпифитной полезной микрофлоры, является использование препаратов, содержащих бактериальные культуры, преимущественно молочнокислых бактерий, способных сразу же после внесения активно размножаться и функционировать на силосуемых травах с относительно высоким содержанием сухого вещества.

Одним из способов стимуляции молочнокислого брожения за счет эпифитной и внесенной дополнительно микрофлоры является использование комплекса ферментов, в первую очередь, гидролаз. Целесообразность их применения при силосовании объясняется не только наличием субстрата в избытке, но и тем, что при разрушении оболочек растительных клеток, их содержимое, богатое углеводами, становится доступным для молочнокислых бактерий и способствует быстрому нарастанию их численности. Повышение уровня легкосбраживаемых Сахаров в массе за счет использования ферментов способствует развитию популяций молочнокислых бактерий, как гомоферментативных, так и гетероферментативных видов. В случае преобладания гомоферментативного типа брожения снижение величины активной кислотности до оптимального значения будет протекать быстрее, с меньшими расходом растворимых Сахаров и потерями сухого вещества.

По информации Seale D. R. [1], ферментные препараты, эффективно действующие в качестве биоконсервантов, прежде всего, при силосовании высокобелковых трав, должны содержать пектиназу, лигниназу, амилазу, гемицеллюлазы и целлюлазу, причем в целлюлазном комплексе обязательно наличие трех ферментов: эндоглюканазы, экзоглюканазы и целлобиазы, которые способствуют высвобождению достаточного количества легкосбраживаемых сахаров в первые 48 часов силосования, проявлять активность при рН от 4,0 до 6,5 и температуре до 50°С. При аналитическом обзоре изученных материалов по данному вопросу, было выявлено, что пектиназы должны быть представлены также пектат - и пектинлиазами и эндополигалактуроназой, участвующими в разрушении, прежде всего, протопектинов и других пектиновых соединений, обеспечивающих тем самым их доступность действию целлюлаз. Наличие амилазы в составе комплекса ферментов считаем мало целесообразным, особенно для многолетних высокобелковых трав, содержащих незначительное количество крахмала. Что касается ферментативной деградации лигнина при переработке растительного сырья, то в этом процессе должна участвовать целая группа лигнолитических ферментов (не менее четырех видов), но до настоящего времени препараты лигнинразрушающего действия специально для использования при консервировании растительного сырья не разрабатываются. Кроме того, в доступной научно-технической литературе и патентных источниках не обнаружено сведений о применении в практическом аспекте одного или нескольких ферментов лигниназы.

В мировой практике известен ряд ферментных препаратов, предназначенных для консервирования, преимущественно злаковых и бобово-злаковых культур, но комплекс ферментов в этих препаратах не всегда отвечает достаточно сложным задачам силосования трав, и практически отсутствуют препараты для обработки трудно- и несилосуемого растительного сырья. В отечественной практике для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав, в том числе несилосуемых, была разработана полиферментная композиция (препарат Феркон), содержащая комплекс гидролитических и лиазных ферментов, контролируемый по активности целлюлазы, ксиланазы и пектинлиазы [2]. При силосовании преимущественно люцерны с использованием препарата Феркон установлено, что опытные варианты по основным показателям качества превосходят контрольный силос: по сохранности протеина, сухих веществ, содержанию молочной кислоты, переваримости сухих веществ, а также сырых питательных веществ -протеина, клетчатки, жира и безазотистых экстрактивных веществ. Тенденция улучшения качества консервируемых кормов установлена и при силосовании провяленного клевера, что свидетельствует об эффективности действия комплексного ферментного препарата. Однако, в работах ряда отечественных авторов [3, 4] показано, что использование препарата на разных видах многолетних высокобелковых трав не всегда приводит к положительным результатам, поскольку большое значение при этом имеют определенные факторы: влажность сырья, содержание сбраживаемых сахаров, достаточное количество молочнокислых бактерий в эпифитной микрофлоре, высокая буферность силосуемых трав и др.

Известно, что недостаток молочнокислых бактерий в эпифитной микрофлоре силосуемого сырья, содержащего достаточный уровень легкосбраживаемых сахаров, часто приводящий к получению некачественных объемистых кормов с высокими потерями питательных веществ (до 20% в расчете на сухое вещество), может быть устранен за счет использования бактериальных заквасок. Для силосования трудно - и несилосуемого растительного сырья существенным решением проблемы дефицита сахаров является разработка комплексных биологических (композиционные) препаратов на основе бактериальных культур и ферментов, которые не только обеспечивают сахарами жизнедеятельность молочнокислых бактерий, но и повышают переваримость и питательную ценность консервированных кормов.

В настоящее время комплексные препараты созданы практически во всех западноевропейских странах, США и Канаде, особенно активна их разработка проводится в Англии. На российском рынке еще недавно были представлены биологические препараты, созданные на основе комплекса ферментов и ассоциации бактериальных культур, производимые англо-франко-канадским концерном ООО "Лаллеманд" (торговая марка Биотал) [5]. В ряде опубликованных работ, посвященных определению консервирующей эффективности препаратов марки Биотал, отмечается их надежность при силосовании злаковых культур и бобово-злаковых смесей. Однако, в некоторых работах специалистов ВНИИкормов сообщается о недостаточно эффективном влиянии препаратов этой фирмы на повышение качества силосов [6]. На наш взгляд, это связано с тем, что при энзиматической характеристике ряда препаратов компании «Биотал» был установлен достаточно низкий уровень активности ферментов целлюлазы, ксиланазы и β-глюканазы. При анализе публикаций об испытаниях препаратов этой фирмы показано, что прикладные исследования были проведены на разных видах злаковых трав и бобово-злаковых смесей, и практически не выявлено их эффективности на многолетних высокобелковых бобовых травах.

Предложен способ консервирования [7] многолетних высокобелковых бобовых трав с использованием препарата Феркон [2] и консорциума молочнокислых и пропионовокислых бактерий Биосиб с титром жизнеспособных клеток 1×10⁸ КОЕ/см³. При испытаниях композиции было установлено, что использование препарата в количестве 300 г/т - вариант I или 100 г/т в сочетании с консорциумом бактериальных культур - 80 см³/т - вариант II, при силосовании провяленных высокобелковых трав (люцерна, клевер луговой и др.) обеспечивает высокий консервирующий эффект и не только не уступает муравьиной кислоте, но и превосходит ее по влиянию на переваримость питательных веществ и повышению энергетической питательности кормов (в среднем на 0,4 МДж ОЭ) при практически одинаковых потерях питательных веществ (10%). Такой консервирующий эффект при силосовании в варианте II получен за счет оптимально выбранного соотношения препарата и консорциума бактериальных культур. В результате испытаний установлено, что с применением биопрепаратов можно получать из провяленных до влажности 60-70% люцерны и клевера лугового, убранных в фазу бутонизации, консервированные корма, равноценные или несколько уступающие исходной зеленой массе по энергетической питательности в пределах 10,7-10,9 МДж ОЭ/кг сухого вещества, содержанию сырого протеина - 18,4-23,2%, и его полноценности по аминокислотному составу. Показана возможность приготовления качественного силоса и из слабопровяленных (до 73%) трав при неблагоприятных погодных условиях. При этом эффективность композиции значительно снижается при сенажировании высокобелковых бобовых трав на пересушенной (влажность 45% и менее) массе, а также на свежескошенной массе, содержащей свыше 70% влаги. Следует отметить, что при силосовании бобовых трав с использованием варианта II процесс подкисления силосуемой массы с разными уровнями сухого вещества и фазами вегетации иногда приводит к замедлению образования Сахаров, особенно выхода глюкозы. Это может быть связано с уменьшением в три раза нормы ввода полиферментной композиции и снижением, при этом, уровней активностей ферментов в нем, а именно: пектинлиазы, не обеспечивающей быстрого разрушения соответствующих пектиновых соединений, и пониженным уровнем целлобиазы, завершающей разрушение промежуточных продуктов распада целлюлозы (целлобиозы, дисахариды, целлодекстрины, а также олигосахариды). Это, вероятно, приводит к снижению скорости образования глюкозы, необходимой для полноценного развития молочнокислого брожения, и, вследствие этого, к замедленному подкислению силосуемой массы до оптимальной величины рН. Высокая норма ввода полиферментной композиции при силосовании трав компенсировала этот недостаток, а уменьшение дозы препарата с 300 до 100 г/т сырья, но в сочетании с консорциумом бактериальных культур, потребовало коррекции мультисистемы, направленной на изменение, прежде всего, содержания пектолитических и лиазных ферментов, а также введения регламентированного уровня целлобиазы. Таким образом, мультисистема композиции, на наш взгляд, не является универсальной для всех видов многолетних высокобелковых бобовых трав, значительно отличающихся содержанием углеводных фракций в сырье, прежде всего, пектиновых соединений, а также фазами вегетации, влажностью силосуемой массы и другими факторами. Вследствие этого, с учетом особенностей биохимического состава сырья, необходимо создание новой мультисистемы для силосования высокопектиновых многолетних бобовых трав.

Комплексные биологические препараты на основе ферментов и консорциума бактериальных культур широко распространены за рубежом и ряд из них присутствует на российском рынке, ввиду отсутствия производства отечественных. При исследовании большинства препаратов зарубежного производства, установлено, что в ряде случаев отмечен невысокий консервирующий эффект, что, на наш взгляд, связано с низким уровнем активности некоторых ферментов в препаратах, отвечающих за процессы разрушения трудногидролизуемых углеводов, или с отсутствием ферментов, которые являются необходимыми в процессах консервирования сырья (например, пектат - и пектинлиазы, эндополигалактуроназа, а также целлобиаза), Кроме того, известные препараты содержат необоснованно высокий уровень амилолитических ферментов при низком содержании крахмала в сырье, а также сопутствующие им протеазы, нежелательные для процессов силосования. Некоторые исследователи считают, что даже при высоком содержании крахмала в растительном сырье гидролизовать его не имеет практического смысла, так как крахмал и без того хорошо используется жвачными животными, и такие преобразования имеют скорее негативный характер. Поэтому, при разработке новых биоактивных препаратов, комплекс ферментов, входящий в композицию, по наличию и уровню активностей должен соответствовать природе и биохимическому составу консервируемой массы сырья, и не может быть универсальным для всех видов многолетних высокобелковых трав.

В связи с изложенным, наиболее близким аналогом заявляемой композиции является композиция [7] на основе комплекса ферментов гидролитического и лиазного действия, и консорциума молочнокислых и пропионовокислых бактериальных культур с титром жизнеспособных клеток не менее 1×10⁸ КОЕ/см³. Композиция содержит мультисистему, в которой соотношение единиц активностей контролируемых ферментов составляет: целлюлазы и ксиланазы, как 1,0:(3,8-4,2), целлюлазы и пектинлиазы - 1,0:(1,3-1,7). Данная композиция имеет существенные недостатки: низкий уровень пектинлиазы, повышенный уровень целлюлазы, отсутствие эндополигалактуроназы, а также пониженный уровень целлобиазы, участвующие в разрушении структурных полисахаридов растительного сырья. Указанные недостатки не позволяют обеспечить максимально быструю деструкцию трудногидролизуемых углеводов с образованием Сахаров, легкосбраживаемых молочнокислыми бактериями с образованием молочной кислоты, приводящей к быстрому подкислению силосуемой массы до рН 3,9-4,3, предотвращая развитие гнилостных процессов. С учетом состава и структуры многолетних бобовых культур, таких как люцерна, клевер луговой, эспарцет и другие высокопектиновые травы, в композиции целесообразно предусмотреть наличие ферментов, необходимых для более полной деградации природных полимеров консервируемого растительного сырья.

Клеточная стенка бобовых растений состоит, главным образом, из некрахмальных полисахаридов, которые могут быть расщеплены лишь в определенной последовательности. В пектолитических системах ферментов присутствуют гидролазы и лиазы с эндо - и экзотипами действия. Указанные ферменты в составе мультисистемы, действуя неупорядоченно, вызывают мацерацию и разрушение растительных тканей до отдельных клеток, а также способствуют расщеплению поперечных мостиков, связывающих между собой покрытые гемицеллюлозами целлюлозные волокна в первичной клеточной стенке, после чего гемицеллюлозы становятся доступными расщепляющим их ферментам. Освобожденные от покрывающих их гемицеллюлоз-ксилоглюканов, арабино-глюкуроноксиланов, арабиноксиланов - микрофибриллы целлюлозы расщепляются целлюлолитическими ферментами. Процесс энзиматической деструкции целлюлозы осуществляется под действием системы карбогидраз: эндоглюканаз, целлобиогидролаз, β-глюкозидаз широкой субстратной специфичности, количественное соотношение ферментов комплекса в значительной степени влияет на реализацию синергических эффектов и эффективность гидролиза. Таким образом, в системы ферментов, расщепляющих полисахариды клеточной стенки, должны входить эндоферменты, разрушающие внутренние связи полимера, экзоферменты, отщепляющие с концов цепей полисахарида остатки моно- и дисахаридов, и глюкозидазы, катализирующие расщепление олигосахаридов, целлодекстринов и др. до соответствующих моносахаров.

Целесообразность введения эндополигалактуроназы в заявляемую композицию на фоне пектат - и пектинлиазы, мацерирующих и разрушающих протопектины, обусловлена необходимостью дальнейшей деструкции остатков пектиновых соединений через расщепление конечных α-1,4 глюкозидных связей между остатками неэтерифицированной α-D-галактуроновой кислоты в различных пектиновых полисахаридах с образованием моногалактуроновой кислоты и повышения тем самым доступности целлюлозы и гемицеллюлоз для действия целлюлолитических ферментов.

Повышение уровня целлобиазы в заявляемой мультисистеме, по сравнению с аналогом (установлено экспериментально - 30-35 ед/г), обусловлено необходимостью максимально возможного и быстрого высвобождения глюкозы в качестве источника углерода и энергии из природных β-D-глюкозидов, прежде всего целлобиозы и низкомолекулярных целлоолигосахаридов. По данным О. Г. Коротковой и др. [8], использование целлобиазы при разрушении промежуточных продуктов распада целлюлозы не только увеличивает выход конечного продукта, но и уменьшает в реакционной смеси концентрацию целлобиозы, которая является сильным ингибитором целлюлолитических ферментов, особенно целлобиогидролаз, по сравнению с глюкозой, которая проявляет значительно меньший ингибирующий эффект.

Техническая задача состоит в разработке новой композиции на основе комплекса ферментов более широкого спектра действия, для силосования люцерны, клевера лугового и других трав, с высоким содержанием белка и пектиновых соединений, дефицитом легкосбраживаемых Сахаров, обеспечивающей высокий консервирующий и ресурсосберегающий эффект, а также получение объемистых кормов по энергетической и протеиновой питательности, не уступающих исходной зеленой массе и способствующих повышению продуктивного потенциала с/х животных.

Технический результат заявляемого изобретения заключается в повышении питательной ценности консервируемых кормов для животноводства за счет создания бинарной композиции, состоящей из ферментной мультисистемы и консорциума молочнокислых и пропионовокислых бактерий.

Опытные консервированные корма, полученные с заявляемой композицией, не уступают исходной зеленой массе по содержанию сырого протеина и полноценности белка по аминокислотному составу и превосходят ближайший аналог по энергетической питательности. Использование заявляемой композиции позволяет силосовать растительное сырье с массовой долей влаги 50-73% при снижении затрат на обработку сырья. Установлено повышение переваримости компонентов клетчатки на 8-10% и сохранности питательных веществ до 90%, а также снижение затрат на ферментативную обработку сырья за счет применения разработанной мультисистемы, что позволяет снизить нормы ее ввода на единицу сырья по сравнению с ближайшим аналогом. При этом, отмечено повышение качества получаемых кормов с использованием композиции по энергетической питательности, возрастающей не менее чем на 0,10 МДж ОЭ в 1 кг сухого вещества за счет большей доступности целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых веществ и др. бактериям рубца жвачных животных.

Многокомпонентная система заявляемой композиции, состоящая из ферментов широкой субстратной специфичности и консорциума бактериальных культур позволит интенсифицировать процессы комплексного воздействия на различные природные трудногидролизуемые полимеры многолетних высокопротеиновых бобовых трав и максимально быстро обеспечить их разрушение с образованием легкосбраживаемых Сахаров для нормального протекания молочнокислого брожения, а также снижения уровня некрахмальных полисахаридов, препятствующих проникновению ферментов бактерий рубца к целлюлозе. Это обеспечит положительное влияние не только на процессы ферментации массы, но, что очень важно - на повышение энергетического потенциала полученных кормов за счет увеличения переваримости питательных веществ и лучшей их сохранности. Кроме того, будет обеспечено снижение как стоимости мультисистемы, так и затрат на обработку сырья, вследствие уменьшения нормы введения композиции в силосуемую массу.

Указанный технический результат достигается заявляемой композицией для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав, характеризующейся тем, что она включает консорциум штаммов молочнокислых и пропионовокислых бактерий с титром жизнеспособных клеток, не менее 1×10⁸ КОЕ/см³ и полиферментный комплекс гидролитического и лиазного действия, в котором соотношение единиц активности контролируемых ферментов целлюлазы, ксиланазы, пектинлиазы, эндополигалактуроназы и целлоби-азы составляет 1,0:(4,7-5,6):(2,6-3,7):(1,0-1,6):(0,05-0,07), соответственно.

Рабочая зона действия композиция находится в пределах рН 3,5-6,5 и диапазоне температур - (30-55)°С.

Использование композиции для получения сенажа и силоса позволяет консервировать растительное сырье с массовой долей влаги 50-73%. Норма ввода для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав составляет не менее 0,017% по массе, причем эта величина может быть снижена на 10-15% при условии содержания сырого протеина в сухом веществе менее 18%.

Для получения заявляемой композиции используют очищенные базовые концентраты гидролитических и лиазных ферментов широкого спектра действия,, продуцируемых грибными и бактериальными микроорганизмами, а также консорциум бактериальных культур. Источником ферментов являются базовые концентраты, то есть полупродукты культивирования определенных штаммов-продуцентов ферментов в промышленных условиях. Они, наряду с ведущим ферментом, по которому проводят биосинтез, содержат и сопутствующие ферменты, показатели которых при этом не контролируют, а их значения могут колебаться в существенных пределах. Получаемые базовые концентраты исследуют на наличие всех ферментов с целью отбора концентратов с необходимым спектром и уровнем активностей только тех ферментов, проявляющих высокую субстратную специфичность по отношению к трудногидролизуемым компонентам обрабатываемого растительного сырья, что было установлено экспериментально с учетом теории ферментативного катализа. Эти показатели определяют в каждом из базовых концентратов, по действующей НТД, и учитывают полученную характеристику при создании композиции. Минимальный уровень активности каждого из ферментов в базовых концентратах, необходимый для создания композиции с заявляемыми соотношениями ферментов, установлен расчетным путем для достижения сбалансированности состава композиции по активностям и массовым долям каждого из компонентов. При этом, для обеспечения заявляемых соотношений активностей в мультисистеме, используют базовые концентраты ферментов, с минимально допустимыми значениями единиц активностей, а именно: целлюлазы - 1800 ед/г, пектинлиазы - 90000 ед/г, эндополигалактуроназы - 10000 ед/г, ксиланазы - 10000 ед/г, целлобиазы - 150 ед/г, при этом минимальный уровень титра жизнеспособных клеток консорциумов должен составлять не менее 1×10⁸ КОЕ/см³. При этом, активность ферментов в отобранных базовых концентратах может быть в разы выше, но не должна быть ниже заявляемого минимума, а соотношение ферментов в композиции должно быть постоянным.

На основании полученных результатов исследований по разрушению трудногидролизуемых полисахаридов растительного сырья, в целях создания композиции, были установлены: необходимый уровень ведущего фермента целлюлазы - 925 ед/г и допустимые при этом минимальные и максимальные значения активностей и других заявляемых в композиции ферментов: ксиланазы, пектинлиазы, эндополигалактуроназы и целлобиазы. Соотношения активностей целлюлазы и допустимых значений активностей ферментов выражены формулами. Например, соотношение активности целлюлазы и ксиланазы составляет 1,0:(4,7-5,6), то есть минимальное значение активности ксиланазы = 925 ед/г × 4,7=4400 ед/г, максимальное - 925 ед/г × 5,6=5180 ед/г и т.д. Подобным образом рассчитывают величины и остальных ферментов в заявляемой композиции, которые будут введены в нормативно-техническую документацию на композицию.

Базовые концентраты ферментов применяют с учетом их активностей, насыпных масс и массовых долей каждого из компонентов. В качестве консорциума бактериальных культур используют штаммы- продуценты молочнокислых и пропионовокислых бактерий, с титром жизнеспособных клеток, не менее 1×10⁸ КОЕ /см³. Стандартизацию композиции осуществляют с использованием инертных наполнителей. Технологический процесс получения композиции проводят в специальном аппарате в течение 1,0-1,5 часов при комнатной температуре и постоянном перемешивании. Изготовленную композицию характеризуют по активностям ферментов, титру жизнеспособных клеток и другим показателям качества в соответствии с нормативно-технической документацией на разработанную продукцию.

Заявляемая композиция обеспечивает максимально быстрое разрушение трудногидролизуемых углеводов многолетних высокопротеиновых бобовых трав с образованием Сахаров за счет повышения уровня глюкозы до 15%, по сравнению с аналогичными биодобавками, и для успешного процесса заквашивания в силосуемой массе создает необходимую концентрацию легкосбраживаемых сахаров, ускоряя процессы молочнокислого брожения и способствуя тем самым быстрому подкислению массы в первые 3 суток до рН 3,9-4,3. В результате исследований установлено повышение переваримости компонентов клетчатки на 8-10% и сохранности питательных веществ до 90%, а также снижение до 10% затрат на ферментативную обработку сырья за счет применения разработанной композиции, что позволяет снизить нормы ввода препарата на единицу сырья по сравнению с ближайшим аналогом. При этом, отмечено повышение качества объемистых кормов с использованием композиции по энергетической питательности, возрастающей не менее чем на 0,10 МДж ОЭ в 1 кг сухого вещества за счет большей доступности целлюлозы, гемицеллюлоз, пектиновых веществ.

Ссылки

1. Seale, D. R. Bacterial inoculants as silage additives [Text] / D. R. Seale // J. app. Bacterial. -1987. - V. 61. - P. 239-269.

2. Пат. №2277345 Российская Федерация, МПК А23К 3/00, А23К 3/03. Полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав [Текст] / Э.В. Удалова Э.В., Т.М. Рышкова, Г.Б. Бравова, В.А Бондарев, А.А. Панов, М.Б. Никитина, Г.А. Громова, А.А. Анисимов (РФ); заявитель Научно-технический центр «Лекарства и биотехнология», патентообладатель ООО «Восток» №2005109319/13; заявл. 01.04.2005; опубл. 10.06.2006. Бюл. №6. - 16 с.

3. Богданов, Д.В. Силосование козлятника восточного с использованием полиферментного препарата Феркон [Текст] / Д.В. Богданов, И.В. Суслова, В.М. Дуборезов // Кормопроизводство. - 2008. - №10. - С. 29-30.

4. Лаптев, Г.Ю. Влияние ферментов на качество и переваримость силоса [Текст] / Г.Ю. Лаптев // Сельскохозяйственные вести. - 2008. - №2. - С. 43-44.

5. Рекламные материалы фирмы «Биотал» (Великобритания) URL - (www/perspective agro.ru/ preparaty-torgovoy-marki-biotal. html.).

6. Бондарев, В.А. Перспективные направления исследований по разработке эффективных технологий приготовления высококачественных объемистых кормов [Текст] / В.А. Бондарев, В.П. Клименко // Адаптивное кормопроизводство. -№1. - 2010. - С. 36-42.

7. Клименко, В.П. Научное обоснование и разработка эффективных способов повышения энергетической и протеиновой питательности силоса и сенажа из трав [Текст]: дис. докт. с.-х. наук: 06.02.08: защищена 20.11.2012/ Клименко Владимир Павлович. -Дубровицы, 2012. - 35 с.

8. Короткова, О.Г. Выделение и свойства грибных р-глюкозидаз [Текст] / О.Г. Короткова, М.В. Семенова, В.В. Морозова, И.Н. Зоров, Л.М. Соколова, Т.М. Бубнова, О.Н. Окунев, А.П. Синицын // Биохимия,- 2009. - Т. 74. - Вып. 5. - С. 699-700.

Claims (2)

1. Композиция для консервирования многолетних высокобелковых бобовых трав, характеризующаяся тем, что она включает консорциум штаммов молочнокислых и пропионовокислых бактерий с титром жизнеспособных клеток не менее 1×10⁸ КОЕ/см³ и полиферментный комплекс гидролитического и лиазного действия, в котором соотношение единиц активности контролируемых ферментов целлюлазы, ксиланазы, пектинлиазы, эндополигалактуроназы и целлобиазы составляет 1,0:(4,7-5,6):(2,6-3,7):(1,0-1,6):(0,05-0,07) соответственно.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что ее рабочая зона действия находится в пределах рН 3,5-6,5 и диапазоне температур 30-55°C.