Белковая кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и рыб

Изобретение относится к животноводству, в частности к белковой кормовой добавке для сельскохозяйственных животных, птицы и культивируемых рыб. Способ характеризуется тем, что она содержит штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15 ВКПМ В-12549 и штамм гетеротрофных бактерий Cupriavidus gilardii GBS-15-1 при определенном соотношении. При этом добавка может дополнительно содержать штамм гетеротрофных бактерий Stenotrophomonas acidaminiphila GBS-15-2, а также штамм гетеротрофных бактерий Klebsiella pneumonia 1-17. Использование изобретения позволит получить продукт с высоким содержанием белка. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение предназначено для использования в животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве, в частности, относится к биодобавкам для кормов при выращивании сельскохозяйственных животных и птиц, рыб в искусственных водоемах, для повышения продуктивности, естественной резистентности.

В настоящее время наблюдается снижение качества кормов, включая их энергетическую и протеиновую питательность. Практически все виды используемых кормов относятся к группе низкопротеиновых, поэтому обеспеченность белком (в частности, для КРС) не превышает 85 г вместо 108 г по нормам, что является одной из важнейших причин низкой продуктивности животных, повышенного расхода кормов на единицу продукции и ее высокой себестоимости.

Внимание исследователей было обращено на использование растительных ингредиентов, в частности, на источники растительного белка, из-за их доступности и низкой цены. Основным источником белкового продукта является соевый шрот. Однако природные условия нашей страны не подходят для выращивания сои в достаточных количествах. Рыбная мука традиционно является основным источником белка для кормления рыб. Тем не менее, цена на рыбную муку неуклонно растет, а объем производства аквакультуры увеличивается.

Специалистам приходится искать другие способы производства кормового белка и альтернативные источники его получения.

Введение в кормосмесь белковой добавки позволяет оптимизировать питательный состав кормов, улучшить их биодоступность и воздействие на скорость развития животных и рыб, обеспечить профилактическое действие и т.п.

В результате проведенного патентного поиска были отобраны следующие источники информации.

Так, известны разработанные технологии производства кормового белка на основе отходов спиртовой (послеспиртовой барды) и мукомольной (отрубей, муки) промышленности, смеси барды с отходами зернового сырья (патент РФ №2159287; патент РФ №2140449; авторское свидетельство СССР №1595900; авторское свидетельство СССР №1571061; авторское свидетельство СССР №1532580; авторское свидетельство СССР №1507787; патент РФ №2054881; №2042713 и др.). В качестве продуцентов в перечисленных изобретениях используются дрожжеподобные несовершенные грибы рода Candida. Недостатком известных штаммов микроорганизмов является отсутствие способности к активному росту в условиях длительного нестерильного процесса культивирования.

Известны различные штаммы бактерий, являющиеся продуцентами белка (патенты №1070916 Acetobactermathylovorans ВСБ-914; №925112 Acetobactermethylicum ВСБ-867; №1163636 Acetobactermethylicum ВСБ- 924. Общим недостатком данных штаммов является относится низкая скорость роста и нестабильное содержание белка, которое в большинстве случаев ниже 70%, а также потребность в факторах роста. Кроме того, штаммы обладают низким температурным оптимумом, что ухудшает техноэкономическое показатели процесса выращивания микроорганизма, так как при этом требуются большие затраты хладоагента.

Одним из перспективных путей получения полноценного белкового кормового продукта являются метанотрофные бактерии, накапливающие в клетках до 70-79% белка. Метанотрофные бактерии в подходящих условиях активно перерабатывают метан природного газа, быстро размножаются и наращивают биомассу, богатую ценным белком, витаминами и иными биологически активными веществами.

Использование метана для получения белка имеет ряд преимуществ по сравнению с жидкими углеводородами: большие запасы природного газа, хорошая его транспортабельность, возможность получения готового продукта без дополнительной очистки от субстрата.

Известны различные штаммы бактерий, продуцирующие кормовой белок, относящиеся к различным видам метанокисляющих бактерий (метанотрофы), например, штаммы Methylococcus capsulatus BKM В-2116, Methylocystisparvus BKM В-2129, Methylosinussporium BKM В-2123, Methylosinustrichospohum BKM В-2117, Methylomonasrubra ВСБ-901, Methylococcussp. ЧМ-9, Methylococcuscapsulatus ВСБ-874, Methylococcusminimus, Methylomonasmethanica.

Эти штаммы характеризуются различными скоростями роста и выходом биомассы на минеральных средах в присутствии метана, содержащемся в природном газе.

Известен штамм Methylococcus capsulatus ВСБ-874 - продуцент кормовой биомассы. Штамм под коллекционным номером ЦМПМ В-1743 (авт. свид. СССР №770200)имеется в музее культуринститута «ВНИИгенетика». Использует в качестве источника углерода метан, как чистый, так и в составе природного газа, и метанол. Продукт с использованием данного штамма выпускается под торговой маркой ГАПРИН.

Недостатками данного штамма являются недостаточно высокая устойчивость к кратковременным перепадам температуры и давления.

Известно изобретение, которое относится к биотехнологии и может быть использовано для получения микробной белковой массы для кормления животных. Штамм гетеротрофных бактерий Cupriavidus gilardii GBS-15-1, способен использовать продукты соокисления гомологов метана, присутствующих в природном газе, а также продукты метаболизма метанокисляющих бактерий. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов Г.К. Скрябина РАН под регистрационным номером VKM B-3265D. Данный штамм обеспечивает повышение продуктивности метанокисляющих бактерий (РФ 2687135).

Известно изобретение, которое относится к биотехнологии и может быть использовано для получения микробной белковой массы для кормления животных. Штамм гетеротрофных бактерий Stenotrophomonas acidaminiphila GBS-15-2 обладает способностью использовать продукты соокисления гомологов метана, присутствующие в природном газе, а также продукты метаболизма метанокисляющих бактерий. Штамм депонирован во Всероссийской коллекции микроорганизмов Института биохимии и физиологии микроорганизмов Г.К. Скрябина РАН под регистрационным номером VKM B-3264D. Данный штамм обеспечивает повышение продуктивности метанокисляющих бактерий (РФ №2687136).

Известно изобретение (РФ2687137), которое относится к биотехнологии и может быть использовано для получения микробной белковой массы для кормления животных. Штамм гетеротрофных бактерий Klebsiella pneumonia 1-17, способен использовать продукты соокисления гомологов метана, присутствующих в природном газе, а также продукты метаболизма метанокисляющих бактерий. Штамм депонирован в Государственной коллекции патогенных микроорганизмов и клеточных культур «ГКПМ - ОБОЛЕНСК» под регистрационным номером В-8465. Данный штамм обеспечивает повышение продуктивности метанокисляющих бактерий.

Наиболее близким из аналогов по технической сущности и заявляемому эффекту является штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15. Область применения штамма - производство белково-витаминных комплексов для балансирования кормов сельскохозяйственных животных, птицы и рыб, выращиваемых в искусственных водоемах. Штамм депонирован во Всероссийской Коллекции Промышленных Микроорганизмов под номером ВКПМ В-12549. Штамм обеспечивает накопление биомассы до 32 г/л (РФ №2613365). Содержание сырого протеина в биомассе не менее 70%.

Технической задачей является расширение спектра используемых белковых кормовых добавок на основе метанокисляющих бактерий, Methylococcus capsulatus для сельскохозяйственных животных, птицы и рыб, выращиваемых в искусственных водоемах, обладающих более высоким технологическим потенциалом и высоким содержанием белка.

Техническим результатом, полученным от использования предлагаемой кормовой добавки, являетсяповышение продуктивности сельскохозяйственных животных, птицы и рыб за счет улучшения эксплуатационных свойств добавки.

Технический результат достигается за счет использования белковой кормовой добавки для сельскохозяйственных животных и рыб, включающей штамм метанокислящих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15 ВКПМ В-12549. Добавка дополнительно содержит ассоциацию микроорганизмов, содержащую штамм гетеротрофных бактерий Cupriavidus gilardii GBS-15-1 и/или штамм гетеротрофных бактерий Stenotrophomonas acidaminiphila GBS-15-2 и/или штамм гетеротрофных бактерий Klebsiella pneumonia 1-17, при следующем соотношении компонентов, масс. %:

- штамм метанокисляющих бактерий Methylococcus capsulatus	не менее 85
- штамм гетеротрофных бактерий Cupriavidus gilardii	0,1-15
- штамм гетеротрофных бактерий Stenotrophomonas acidaminiphila	0,1-2,0
- штамм гетеротрофных бактерий Klebsiella pneumonia 1-17	0,1-1,0

Скармливание рациона с белковой кормовой добавкой, содержащей предлагаемую ассоциацию штаммов, способствует увеличению живой массы за счет прироста мышечной ткани. Улучшается качество мяса за счет уменьшения содержания жира в мышечной ткани.

Изобретение позволит увеличить продуктивность животных, птицы и рыбы, их выживаемость, экологическую безопасность мяса, получить мясо с функциональными свойствами.

Продуцентом белковой кормовой добавки является метанотроф Methylococcus capsulatus ГБС-15. Штамм выделен в процессе длительной многоступенчатой селекции путем культивирования в условиях аэрации и перемешивания на жидкой минеральной среде в атмосфере природного газа. Штамм Methylococcus capsulatus ГБС-15 культивируется в составе ассоциативной культуры, включающей гетеротрофные ассоцианты Cupriavidusgilardii GBS-15-1, Stenotrophomonas acidaminiphila GBS-15-2, Klebsiellpneumonia 1-17, которые утилизируют продукты соокисления гомологов метана, присутствующие в природном газе, и продукты метаболизма основного штамма Methylococcus capsulatus ГБС-15.

Полученная белковая кормовая добавка представляет собой высушенную инактивированную биомассу ассоциации метанокисляющих и гетеротрофных бактерий.

Белковая кормовая добавка в виде порошка или гранул дозируется в необходимом количестве, которое определяется нормами использования при приготовлении кормовых смесей. Белковая кормовая добавка обладает высокой питательной ценностью и безвредностью для рыб, животных и птицы.

Штамм Methylococcus capsulatus ГБС-15 и его ассоцианты непатогенные, нетоксичные и безвредные.

Количество белка в белковой кормовой добавке эквивалентно белкам животного происхождения (рыбной и мясокостной муке). Это позволяет широко использовать белковую кормовую добавку в качестве заменителя рыбной муки, соевого шрота и т.п.в составе кормовых рационов.

Биологическая ценность предлагаемой белковой кормовой добавки по химическому Скору составляет 65-70%. Лимитирующая аминокислота - метионин. Относительная биологическая ценность к казеину на тест-организме тетрахименапириформис - 65-75%).

Исследования питательных свойств белковой кормовой добавки проводились на животных, для которых предназначен продукт: свиньи, телята, овцы, птица, рыба. Кормление животных осуществлялось по принятым нормам. В качестве источника протеина в контрольные рационы включали соевый шрот, рыбную муку, гаприн. Количество заявляемой белковой кормовой добавки и контрольной добавки включали до 20% от суточной нормы перевариваемого протеина рациона в зависимости от возраста животных, птиц и рыб.

Заявленное соотношение компонентов белковой кормовой добавки обеспечивает создание легкоусвояемой высокобелковой добавки с содержанием гетеротрофных бактерий. Белковую кормовую добавку для сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы получают микробиологическим путем смешивания компонентов согласно заявленному соотношению, и затем, при необходимости, гранулируют или проводят экструзию. В таблице 1 представлены рецептуры предлагаемых белковых добавок при различных вариантах компонентов смеси, на которых проводили эксперименты.

При получении белковой кормовой добавки использовали сухую биомассу всех компонентов смеси путем смешения с основной культурой Methylococcus capsulatus ГБС-15.

Как показали проведенные эксперименты, использование предлагаемой белковой кормовой добавки в кормосмесях позволяет оптимизировать питательный состав кормов, улучшить их биодоступность. Кроме того, обеспечивается потребность рыбы, животных и птицы в необходимых компонентах питания, снижаются затраты корма на единицу продукции.

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Испытания на рыбах

В качестве контрольного корма использовали гаприн.

Испытания кормовых добавок проводили на сеголетках карпа массой 38-45 г в лабораторных условиях в проточных аквариумах. Сеголетков карпа по 20 шт. содержали в 70 л проточных аквариумах при температуре воды в ходе всего опыта в пределах 18-21°С, и с содержанием кислорода от 6,8 до 9 мг/л. Курс скармливания кормовой добавки составил 24 дня.

По завершении курса кормления рыб на всех этапах эксперимента проводили сравнительную оценку их физиологического состояния по гематологическим параметрам. Все расчеты абсолютного, относительного и среднесуточного прироста средней массы проводили по общепринятым методам.

Установлено, что конечная масса сеголеток, в рацион которых вводили предлагаемую кормовую белковую добавку, составила 93,8 мг (в среднем по двум лоткам), что на 14% больше контрольной группы. Выживаемость личинок в опытной группе составила 128% по отношению к контролю. Общая ихтиомасса 153% по отношению к контрольной группе.

Белковую кормовую добавку можно вводить в кормосмесь для рыб без нарушения аминокислотного баланса корма. Предлагаемая смесь штаммов имеет высокий уровень продуктивности, что способствует увеличению скорости потребления пищи рыбой и скорости увеличения веса.

Исследования кормов с добавлением белковой кормовой добавки на карпе разного возраста показали, что включение этого компонента до 60% в рацион стимулирует темп роста рыбы при снижении кормовых затрат, не нарушая физиологический статус рыбы. Выживаемость личинок также связана с рационом питания. Наличие белковой кормовой добавки в экспериментальных кормах существенно повышает выживаемость личинок карпа, до 97% против 88% на контрольном корме (гаприне).

Таким образом, при соответствующем балансировании питательных веществ в корме рыбы, предлагаемаябелковая кормовая добавка показывает результаты сходные с другими высокобелковыми кормами.

Пример 2. Испытания на свиньях.

Испытания биопрепарата в рационах свиней проведены в различные возрастные периоды и на различных половозрастных группах.

Кормление животных осуществлялось по принятым нормам. В качестве источников протеина в контрольные рационы включали соевый шрот.

В опытных группах включали биодобавку в количестве до 20% от суточной нормы перевариваемого протеина рациона в зависимости от возраста животных. Животных взвешивали индивидуально перед постановкой на опыт, в конце каждого периода выращивания. Физиологическое состояние и состояние здоровья животных на протяжении всего эксперимента было нормальным. Каких-либо отрицательных эффектов на протяжении всего эксперимента не выявлено. За весь период испытаний не отмечено различий в состоянии здоровья животных, потребления кормов и величине среднесуточных приростов у опытных и контрольных животных.

Уровень белковой кормовой добавки в опытной группе составлял 20% от суточной нормы перевариваемого протеина. Питательность рационов соответствовала общепринятым нормам для соответствующего возраста животных и была идентична для контрольной и опытной групп.

На протяжении всего эксперимента не отмечено каких-либо отклонений в физиологическом состоянии и состоянии здоровья животных.

Использование белковой кормовой добавки в составе комбикормов для свиней способствовало повышению прироста веса в сравнении сконтролем на 12%, не вызывало нарушений в обмене веществ, способствовало высокой сохранности молодняка на 7,5%, не отмечено случаев повышения заболеваемости свиней в опытных группах.

Результаты исследований указывают на эффективность и безвредность использования белковой кормовой добавкив рационах растущих и откармливаемых свиней.

Пример 3. Испытание на птице

Исследования продуктивности проводили на различных породах кур: несушек и бройлеров. Белковую кормовую добавку в количестве 10 и 20% от потребности в протеине вводили в рацион цыплят-бройлеров, заменяя 25 и 50% рыбной муки. Содержание протеина в кормосмеси составило 21 и 19%, соответственно, в первый (до 28-дневного возраста) и второй (с 29 до 56-дневного возраста) периоды выращивания.

Птица контрольной группы получала полнорационный стандартный комбикорм.

При выращивании цыплят-бройлеров использование белковой кормовой добавки в количестве 10 и 20% от потребности в протеине не сказалось отрицательно на росте цыплят и затратах корма на 1 кг прироста.

Введение белковой кормовой добавки в рацион не оказало отрицательного влияния на состояние здоровья цыплят. При гистологическом исследовании внутренних органов не обнаружено различий между контрольной и опытной группами.

Включение в кормосмеси белковой кормовой добавки не сказалось отрицательно на мясных качествах цыплят, вкусовых качествах мяса и перевариваемости основных питательных веществ рациона.

При исследовании кормовой ценности белковой кормовой добавки в составе комбикормов для кур-несушек уровень добавки в опытных группах составил 10, 15, и 20% по протеину рациона.

Физиологическое состояние и состояние здоровья птицы было нормальным. Сохранность поголовья была высокой и находилась на уровне 99,2% в опытной группе и 95,3% - в контрольной группе.

При исследовании продуктивности кур-несушек птица опытной группы получала корм, в состав которого было введено 5% белковой кормовой добавки по массе рациона, взамен 50% протеина животного происхождения. Куры-несушки контрольной группы получали полнорационный стандартный корм.

Основные физиологические показатели в контрольной и опытной группах в результате эксперимента составили: сохранность кур в опытной группе 99,2%, в контрольной группе 96,8%. Интенсивность яйценоскости в опытной группе 79,4%, в контрольной группе 72,4%.

Исследования кормовой ценности белковой кормовой добавки на птице показали возможность использования ее в полнорационных кормах для молодняка и взрослой птицы при замене до 50-75% кормов животного происхождения и соевого шрота от 10 до 25% по сырому протеину рациона.

1. Белковая кормовая добавка для сельскохозяйственных животных, птицы и культивируемых рыб, характеризующаяся тем, что она содержит штамм метанокислящих бактерий Methylococcus capsulatus ГБС-15 ВКПМ В-12549 и штамм гетеротрофных бактерий Cupriavidus gilardii GBS-15-1 при следующем соотношении исходных компонентов, масс. %:

штамм метанокислящих бактерий Methylococcus capsulatus	85-99,9
штамм гетеротрофных бактерий Cupriavidus gilardii	0,1-15

2. Белковая кормовая добавка по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит штамм гетеротрофных бактерий Stenotrophomonas acidaminiphila GBS-15-2 в количестве 0,1-2,0 масс. %.

3. Белковая кормовая добавка по п. 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит штамм гетеротрофных бактерий Klebsiella pneumonia 1-17 в количестве 0,1-1,0 масс. %.