НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФПП

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Вологодская государственная

молочнохозяйственная академия имени Н.В. Верещагина»

УДК 332.1	УТВЕРЖДАЮ:
№ госрегистрации №	Проректор по научной работе
01201354138 Инв.№	________________А.А. Кузин
	«_9_» __января__ 2019 г.

ОТЧЕТ О НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКОЙ РАБОТЕ

Развитие нутрициологических, микробиологических, генетических,

электрофизических принципов разработки и производства

функциональных продуктов питания и воды

по теме:

НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКИЙ И ПРОБИОТИЧЕСКИЙ

ПОТЕНЦИАЛ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОДУКТОВ ПИТАНИЯ,

КОРМОВ И ВОДЫ

Научный руководитель к.т.н. доцент

И.С. Полянская

Вологда-Молочное

2018

РЕФЕРАТ

ОТЧЕТ 1 5 с., рис. 1, табл. 2, библ. 37

НУТРИЦИОЛОГИЯ, ПРОБИОТИЧЕСКИЕ МИКРООРГАНИЗМЫ, БИОЭЛЕМЕНТЫ, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПИЩЕВЫЕ ПРОДУКТЫ ФПП, ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ КОРМОВЫЕ ПРОДУКТЫ ФКП.

Объектом исследования являются ФПП, ФКП для сельскохозяйственных животных.

Цель работы – прогнозирование инструментов дальнейшего повышения эффективности ФПП (функциональных пищевых продуктов).

Функциональные пищевые продукты ФПП с пробиотическими микроорганизмами, в частности с лактобактериями (лактобациллами) определены стандартом 2015 г. «Продукты пищевые специализированные и функциональные» с последующей поправкой от 13.07.2017 как содержащие не менее чем 5 x 10⁷ колониеобразующих единиц пробиотика в суточной порции. Однако, литературные данные медицинских исследований доказывают, что в некоторых случаях, пробиотический эффект большей частью обусловлен действием метаболитов пробиотиков, в других эффект связан, преимущественно, с живыми пробиотическими культурами. В связи с этим актуальной представляется тема исследования: изучение вопроса о выживаемости пробиотических культур в ЖКТ при различных способах их внесения в ФПП. Цель представленного исследования: изучение сравнительной устойчивости к кислоте и желчи при внесении пробиотика в лиофилизированном виде на заключительных стадиях производства ФПП. Приведены основные стратегии повышения пробиотического и нутрициологического (на уровне биоэлементов) потенциала ФПП, кормов и питьевых вод на перспективу.

Результаты исследования могут быть использованы при разработке целевых региональных программ Вологодской области, Северо-Западного региона.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………………...	4
1. НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФПП. Исследование эффекта «квазикапсулирования» пробиотических штаммов…… ……………………..	5
2. ПРОБИОТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ КОРМОВ. Испытания пробиотических консорциумов для животных……………………………….	8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………………………	11
Рабочая исследовательская группа по теме (сотрудники Вологодской ГМХА) 2018 г... СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ	13

ВВЕДЕНИЕ

Перед учеными в области медицины, ветеринарии и зоотехнии, производства продуктов питания (кормления), стоят большие задачи по дальнейшему внедрению достижений нутрициологии - науки о здоровом питании людей (и кормлении всех видов сельскохозяйственных животных). Одними из путей решения указанных задач предлагается повышение эффективности пробиотиков, включаемых в состав как традиционных кисломолочной продукции, так и инновационных ФПП и кормления [1-13].

Целью научно-исследовательской работы является систематизация развитие технологической нутрициологии, использование её теоретических представлений, базирующихся на данных медицинских и ветеринарных клинических исследований, для разработки конкретных функциональных пищевых и кормовых продуктов.

Недостатком известных функциональных кормовых продуктов для сельскохозяйственных животных является сложный или дорогой способ приготовления и применения препарата, или недостаточные функциональные свойства. Например, дрожжевые добавки для сельскохозяйственных животных имеют, как правило, высокую себестоимость, так как для их производства используется относительно дорогостоящее сырье: жмых, послеспиртовая барда, отруби и др. Задачей исследования отработка опытной технологии производства функциональный кормовой продукт (ФКП) для сельскохозяйственных животных «Вологодский» и в частности изучению химического состава ФКП.

Основные методы, которые использовались при выполнении данной работы: статистические, микробиологические, физико-химические.

Предметом исследования является – функциональные (тем или иным образом положительно влияющие на здоровье) продукты питания и корма.

Источниками информации являются опубликованная нами по теме в течение года литература, в том числе полученные патенты.

НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ФПП

«В числе полезных бактерий почётное место надо предоставить молочнокислым бациллам. Они вырабатывают молочную кислоту и таким образом мешают развитию масляных и гнилостных ферментов, которые мы должны считать в числе самых страшных наших врагов…» И.И. Мечников

Пробиотики Всемирной Гастроэнтерологической Организацией в 2008 г. определены как [1] живые микроорганизмы, которые при введении в адекватном количестве, оказывают положительный эффект на здоровье хозяина.

Однако само понятие «здоровье» - не определяется однозначно, у этой категории сложный и многогранный характер, связанный с методологическими подходами и предметными областями разных наук [2, 3, 4].

Еще в древности здоровье рассматривалось, в первую очередь, как отсутствие или наличие болезни (Платон, Аристотель, Авиценна). Философски осмысляли понятие «здоровье» выдающиеся ученые в области медицины: Н. И. Пирогов, П. Ф. Лесгафт, А. П. Богданов, И. М. Сеченов, И. П. Павлов, И. И. Мечников и многие другие.

По определению академика В.П. Казначеева: «Здоровье - это процесс (как динамическое состояние) сохранения и развития биологических, физиологических и психических функций, оптимальной трудоспособности, социальной активности при максимальной продолжительности жизни».

Большинство современных исследований категории здоровья считают, что понятие здоровья отражает качество приспособления организма к условиям внешней среды и представляет итог процесса взаимодействия человека и среды обитания, где само здоровье формируется в результате взаимодействия внешних (природных и социальных) и внутренних (наследственность, пол, возраст) факторов. При этом здоровье нередко делится на несколько компонентов (видов). Широко известно и определение здоровья, данное Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ): «Здоровье – это состояние полного физического, психического и социального благополучия, а не только отсутствие болезней и физических недостатков»

Исходя из анализа представлений о здоровье, О.А. Рагимова подытоживает (2014 г.), что здоровье связывает все сферы жизнедеятельности людей здоровье – это системная целостность сущностных характеристик человека, обеспечивающая оптимальную жизнь, развитие и продолжение рода индивида или общности.

Таким образом, здоровье - это форма гармоничного взаимодействия человека с миром на уровне его законов существования [4].

Одним из основополагающих законов гармонии мира и человека является закон триединства динамики здоровья:

по последним данным (Государственный научно-исследовательский центр профилактической медицины) на 50-55% здоровье зависит от качества питания, от вредных факторов окружающей среды – на 20-25% и от качества медицинского обеспечения – на 10-15% [5]. И только на оставшиеся 15-20% приходится наследственность, причём этот процент медицина будущего (с позиции нутригенетики и нутригеномики, постгеномных и протеомных технологий) – может существенно уменьшить [6, 7, 8].

Конкретизируется, что необходимо внимательно подходить к различению доли заболеваний, относимой на счет плохих рационов питания, и доли заболеваний, которой можно избежать благодаря улучшению рационов питания, как можно с более раннего возраста [10]. Тем не менее, то, что зависимость качества питания в поддержании здоровья человека и животных чрезвычайно высока – неоспоримый научный факт [5-10].

Действие пробиотических микроорганизмов можно рассматривать с технологической и нутрициологической точек зрения.

Во-первых, они влияют на качество ферментированного продукта, осуществляя биотрансформацию компонентов сырья и подавляя технически-вредную микрофлору [11].

Во вторых, на нутрициологической составляющей пробиотические культуры способствуют восстановлению и поддержанию здоровой кишечной нормобиоты, работая на следующих основных уровнях:

- пищевой ценности и метаболической активности;

- антагонистической активности к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам (неспецифического и специфического антагонизма);

- клеточного и гуморального иммунитета (рис. 1).

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ	НУТРИЦИОЛОГИЧЕСКИЕ
1..Биотранстформация компонентов сырья	1. Пищевая и пищеварительная ценность, метаболическая активность
2. Антагонистической активности к технически-вредной, патогенной и условно-патогенной микрофлоре
	3. Клеточного и гуморального иммунитета
↓	↓
КАЧЕСТВО ПРОДУКТА	ВОССТАНОВЛЕНИТЕ И ПОДДЕРЖАНИЕ ЗДОРОВОЙ НОРМОБИОТЫ КИШЕЧНИКА

Рис. 1. Уровни действия пробиотических микроорганизмов и главные достигаемые эффекты действия [11].

В свою очередь здоровая естественная микробиота пищеварительного тракта ещё более активно выполняет важные физиологические функции, связанные с пищеварением и метаболической активностью, включая гидролиз желчных солей и холестерина, регуляцию его уровня; участие в рециркуляции гормонов и др. функциях.

Пробиотический потенциал – максимальный положительный – максимальный положительный эффект влияния конкретного пробиотика (продукта пробиотиком) на здоровье потребителя, который может быть достигнут при соблюдении рекомендуемых условий употребления. Так на первом нутрициологическом уровне любой ферментированный кисломолочный продукт оказывает положительной влияние на здоровье посредством пищевой и пищеварительной ценности, метаболической активности.

Все молочнокислые бактерии (МКБ), ферментируя лактозу – малоусвояемый для некоторых людей дисахарид молока, делают доступными для таких людей высокоценные пишевые вещества молока [12].

Особую пользу кисломолочные продукты принесут людям, страдающим заболеваниями пищеварительной системы. Во-первых, входящие в состав этих продуктов спирты и кислоты стимулируют функции пищеварительных желез. Во-вторых, пишеварительная ценность МКБ заключается в частичном протеолизе белков молока, благодаря чему они усваиваются легче, чем из молока. При своём развитии в молоке МКБ, выделяют ряд метаболитов, которые обусловливают второй, связанный с первым, нутрициологический уровень воздействия на здоровье потребителя.

При поддержке Института питания Российской академии медицинских наук стартовал информационный проект «Три в день», цель которого — объяснить нам с вами, что чашка йогурта, порция творога и стакан кефира это тот самый необходимый минимум, который убережет нацию от всерьез угрожающих ей остеопороза, нарушений кишечной микрофлоры и даже ожирения. Министерство здравоохранения и социального развития РФ утвердило «Рекомендации по рациональным нормам потребления пищевых продуктов». Согласно им, взрослому россиянину, для того, чтобы быть крепким и довольным жизнью, необходимо съедать в год 320-340 кг молочных продуктов, - что является рекомендуемым условием употребления на этом уровне. А мы кушаем почти на треть меньше - в среднем 240 кг в год [13].

На основе рандомизированных медицинских исследований показано, что не исключены антагонистические взаимоотношения живых клеток МКБ из кисломолочного продукта и собственной нормобиоты потребителя [14], в таких случаях йогурт лучше употреблять термизованный, а из кефира, например, готовить диетические блюда с тепловой обработкой. Это является рекомендуемым условием употребления кисломолочных продуктов с высоким содержанием живых пробиотиков для людей со слабой собственной микробиотой.

На втором уровне влияния здоровья на потребителя (антагонистической активности к патогенной и условно-патогенной микрофлоре) МКБ кисломолочных продуктов, существенно отличаясь друг от друга, производят следующие метаболиты: молочную (гомоферментативные) и другие органические кислоты (гетероферментативные).

А вот такие метаболиты, как перекись водорода, бактериоцины и др. образуют не все молочнокислые микроорганизмы.

По нашим исследованиям названные метаболиты в достаточном количестве образуют МКБ классических кисломолочных продуктов (ряженка, кефир, йогурт, снежок) примерно в 20% случаев, из лечебных кисломолочных продуктов (имунеле, актимель, активиа, курунга) в 100% случаев, при этом спектр воздействия на патогенную и условно-патогенную микрофлору разных продуктов могут существенно различаться [15]. Эти исследования, в целом, согласуются с данными других авторов, поэтому, для здорового человека рекомендуется кисломолочная продукция широкого ассортимента.

И. И. Мечников дополнительно включил в понятие «здоровье» явление иммунитета (1883) как невосприимчивости, сопротивляемости организма инфекциям и инвазиям чужеродных организмов, т.е. неблагоприятным средовым факторам, отразив взаимосвязь человека и окружающей среды. Среди пробиотических микроорганизмов прямые эффекты положительного влияния на клеточный и гуморальный иммунитет доказаны всеми признанными методами доказательной медицины лишь для ограниченного числа штаммов. Однако косвенное влияние на иммунитет, в случае соблюдения названных рекомендуемых условий употребления для проявления пробиотического потенциала обеспечивается за счёт сбалансированного питания, обеспечения организма всеми необходимыми нутриентами.

Открытием прошлого века стали пребиотики (олигосахариды, и др.) – которые так же, как и пробиотики, способны восстанавливать и поддерживать здоровую нормобиоту кишечника. Пребиотический (симбиотический) потенциал – максимальный положительный эффект влияния конкретного пребиотика (пребиотика с пробиотиком) на здоровье потребителя, который может быть достигнут при соблюдении рекомендуемых условий употребления, - что является отдельной темой исследований.

Таким образом, введение понятий «пробиотический (пребиотический, симбиотический) потенциал» при многоуровневом подходе к достигаемым эффектам и системном подходе к категории «здоровье» позволяет любую ферментированную молочную продукцию, произведенную при участии микроорганизмов (МКБ) закваски относить к оказывающей положительное влияние на здоровье потребителя.

По результатам исследований в 2018 г. получено 2 патента на разработанные функциональные пищевые продукты с участием студентов, подано новые 3 заявки на изобретение (со студентами):

- Способ получения кислоcливочного масла с пробиотическими свойствами» Заявка на патент № 2017114995/10(026065), 02.05.2017; Получен 30.10.2018RU (11)2017 114 995

- Способ производства йогурта с функциональными свойствами» Заявка на патент № 2017120869/10(036127), 14.06.2017. Получен 28.09.2018RU (11) 2 668 402

- Cпособ производства рассольного сыра с высоким уовнем молочнокислого брожения.

- Способ производства мягкого сыра «Верещагинский».

- Способ производства твёрдых сычужных сыров «Рузаеский»

2. ПРОБИОТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ КОРМОВ

Вологодская область в сельскохозяйственном отношении является ведущей областью Европейского севера, одной из ведущих – по России. Старейший в России регион молочного животноводства, в котором производство молока сохраняет первостепенное значение, в настоящее время характеризуется снижением производства продуктов животноводства на фоне ухудшения кормовой базы [16]. При этом отечественные используемые кормовые добавки не могут нивелировать наиболее биологически эффективным и экономически целесообразным способом недостатки рационов, а зарубежные – существенно повышают стоимость статьи расходов кормление животных, и соответственно, себестоимость получаемого молока [17].

Кормление влияет не только на уровень продуктивности животных, но и на состояние здоровья, определяя продолжительность хозяйственного использованe.obкормление, включающее ФКП, помимо обычного питательного эффекта и обеспечения высокого уровня продуктивности, оказывает положительное влияние на физиологические процессы и функции организма, повышает иммунный статус животного и приспособленность его к внешним неблагоприятным факторам среды, обеспечивает быструю адаптацию животных к технологиям и стрессоустойчивость [17].

Наблюдающееся 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 расходов кормов на единицу продукции и ее высокой себестоимости.

В ведущих хозяйствах для устранения возрастающих требований к уровню балансирования рационов с повышением уровня молочной кормовые продуктивности коров, основывающемся на высоком качестве кормов, в рационах используют добавки отечественного и импортного производства.

Недостатоки используемых в хозяйствах Вологодской области ФКП-аналогов:

- высокая стоимость исходного сырья (зерна, отруби, сечка - 7-10 руб/кг; жмыхи, шроты – 17-34 руб/кг; спиртовая барда – 7-8 руб/кг)

- необходимость дополнительного использования премиксов.

Нами поставлена задача разработать функциональный кормовой продукт по себестоимости сопоставимый с наиболее дешёвыми аналогами: «Беллотин» (Россия); «Аквивист» (Китай); «Лаллеманд» (Украина); по эффективности превосходящую дорогие импортные аналоги, например, «И-Сак» (Великобритания).

Существующие разработки функционального кормового продукта из молочной сыворотки, в частности, разработанные на кафедре прикладной биотехнологии СевКавГТУ [18] разработаны с использованием пробиотиков, выделенных в других регионах, т. к. микробиоценоз каждого региона специфичен. Биологическое разнообразие лежит в основе биоценоза каждого региона. Уникальность Вологодской области как сельскохозяйственного животноводческого региона обусловлена редким разнотравьем сельскохозяйственных угодий. Сохранить эту уникальность – подзадача сохранения имиджа области как производителя высококачественной животноводческой продукции и натуральных молочных продуктов в частности. Заливные луга – наиболее полноценный источник питания высокопродуктивного КРС. Несомненно, микробиоценоз заливных лугов также имеет свою специфичность по составу пробиотической микробиоты.

Использование в животноводстве препаратов из пробиотических культур, выделенных из растений местных природных источников и от здоровых животных – дополнительный экологический фактор улучшения здоровья и продуктивности сельскохозяйственных животных.

Решение проблемы состоит в:

- системной селекции штаммов пробиотиков регионального биоценоза [19, 20];

- подборе консорциумов пробиотических микроорганизмов (дрожжей, пропионовокислых, молочнокислых культур и др.), симбиотически обеспечивающих максимальный пробиотический эффект на всех возможных уровнях иммуномодуляции и положительного влияния на здоровье и продуктивность животных;

- совершенствовании технологии наращивания их биомассы на дешевом местном сырье – молочной сыворотке;

- микробиальном переводе недорогих неорганических элементов в более усвояемые органические биоэлементы.

Ожидаемый результат - повышение рентабельности животноводства, производство молока-сырья сравнительно более высокого качества.

Технология позволяет получить функциональный кормовой продукт ФКП из отходов переработки молока, в частности молочной сыворотки, в условиях как мелких, так и крупных цехов по переработке сыворотки, а также непосредственно в животноводческих хозяйствах, обладающий свойствами широкого спектра функционального действия, связанного со свойствами биологически активных веществ, пробиотическим воздействием

Базовая технология заключается в:

- селекции штаммов пробиотиков биоценоза Вологодской области, накоплении их биомассы на питательной среде, полученной на основе молочной (творожной, подсырной) сыворотки с переводом неорганических элементов в органические биоэлементы;

- работе по созданию и испытанию известных дрожжевых пробиотиков

и селекции производственно-ценных мезофильных штаммов флоккулирующие дрожжей верхового брожения;

- системном скармливании полученных пробиотических кормовых добавок КРС и мониторинге животных, получающих разработанные функциональные продукты кормления (ФПК) для систематического совершенствования региональных ФПК.

Табллица 1. Экономические показатели проекта

Показатели	Препарат «Белотин» (Россия, Волжский гидролизный завод)	Препарат «И-Сак» (Великобритания)	Разработанный ФКП «Вологодский»
Норма выдачи кормовой добавки на голову КРС в сутки	100 гр.	10 гр.	50 гр.
Стоимость 1 кг кормовой добавки	16 руб	600 руб	28 руб
Удорожание суточного рациона КРС	1,6 руб	6 руб	0,56 руб

Объем рынка кормового белка Вологодской области - около 500 тонн в год. Планируемый охват КРС Вологодской обл. 40 тыс. голов.

Планируемая средняя суточная раздача кормовой добавки 20-50 г. Годовой объем производства и продаж - 240 т. Это примерно 50% доли продаж по Вологодской области и меньше 1% в доле существующего рынка России. Себестоимость кормовой добавки 8 руб/кг. При торговой наценке 40%, цена продажи 28 руб/кг. Годовой объем реализации (на 3-й год реализации проекта) составит 6 720 000 тыс. руб. Ценовая политика и преимущества по сравнению с дешёвыми российскими аналогами, а так же политика импортозамещения, позволит расширить производство для потребителей других регионов. -70% прибыли планируется направить на развитие производства.

Исторический экскурс показывает, что кормовые дрожжи выпускались отечественной гидролизной промышленностью ещё с середины 1930-х годов, в качестве исходного сырья использовали также солому, кукурузные кочерыжки, опилки, очищенные парафины, сыворотку и др. Целесообразно использование этого опыта на современном витке становления животноводства.

Однако кормовые добавки и препараты не всегда включали в состав биологически важные элементы с учетом нутрициологического обеспеченности. Их биоэлементоз порождает функциональные заболевания. Также в составе препаратов допускается одновременное обогащение биоэлементами, находящимися в антагонистических отношениях [21]. При исследовании метаболизма 15 макро- и микроэлементов выявлено существование около 105 двусторонних и 455 трехсторонних отношений синергизма и антагонизма, которые необходимо учитывать для того, чтобы избежать потери одних элементов при обогащении продуктов другими.

В предложенном варианте ФКП найдены способы получения экономически и биологически эффективного препарата с повышенными пробиотическими, профилактическими и функциональными, в том числе иммуномодулирующими свойствами:

- замена дорогостоящего сырья на более дешёвое местное сырье: молочную (творожную, подсырную) сыворотку [22];

- использование консорциума из мезофильных рас дрожжей, не ферментирующих лактозу сыворотки, но дающих повышенный выход биологически полноценных протеинов и рас лактатсбраживающих дрожжей местного биоценоза, а также пропионовокислых микроорганизмов [23, 24];

- перевод недорогих неорганических форм элементов в более усвояемые и неантагонистичные по отношению друг к другу органические формы посредством микробиологической трансформации [25, 26];

- использование безмембранного метода концентрирования сыворотки [27].

Известно, что процент обеспеченности сельскохозяйственных животных биоэлементами от нормы в Вологодской области составляет (в %): цинк (30,8-45,7), сера (47,4-48,3), железо (153,1-156,2); йод (47,3-72,7), кобальт (16,9-28,3), медь (23,6-40,0) [28].

Проведенные нами исследования показали [28], что при ферментировании обогащённой творожной сыворотки биоэлементами: цинк, сера, йод, кобальт, медь; а также селеном в физиологичных концентрациях наблюдается многокомпонентный синергизм за счёт включения биоэлементов в метаболизм используемых рас дрожжей и пробиотических культур Propionibacterium, для биоэлементов кальциевой группы необходим подбор другого консорциума пробиотических штаммов.

Включение биоэлементов в метаболизм микроорганизмов опосредовано подтверждено более интенсивным развитием консорциума пробиотиков при обогащении среды биоэлементами: снижеие рН среды в контрольной выработке (в питательную среду не добавлены биоэлементы) составило 0, 14 ед рН, тогда как в опытном варианте выработки (все биоэлементы добавлены в половинном количестве от максимально возможного, см. ниже пример 1) – снижение рН составило 0,27 и накопление биомассы дрожжей было выше в 3-4 раза, чем в контроле.

Достоверно установлено, что дрожжи непосредственно оказывают положительное влияние на рост индигенных рубцовых бактерий. При скармливании дрожжевых пробиотических препаратов у опытных коров, по сравнению с контрольными, наблюдается более быстрое достижение максимального уровня надоя. Повышенное содержание сырого протеина в составе дрожжевых пробиотиков, некоторых витаминов и биоэлементов влияют на качество получаемого молока в рационе КРС, способствует возрастанию молочной продуктивности коров, в том числе за счёт стимулирования роста микроорганизмов рубца, переваривающих клетчатку, повышения поедаемости и усвоямости основных кормов. [29, 30].

Пропионовокислые бактерии Propionibacterium - восстанавливают нормобиоту кишечника. Они устойчивы к действию желчных кислот, выдерживают высокую кислотность, и образуют наибольшее число биологически активных соединений – летучих или короткоцепочечных жирные кислот КЦЖК и их солей (бутирата, пропионата), которые стимулируют рост бифидобактерий в толстом кишечнике [31]. В многочисленных экспериментах установлено: КЦЖК и их соли относятся к метаболитам, ответственным за энергообеспечение биопленки эпителия, активацию местного клеточного иммунитета и др.

Использование в ФКП пропионовокислых микроорганизмов в сочетании с кормовыми дрожжами обеспечивает большую эффективность, чем культуры в отдельности. Соотношение выбранных культур обеспечивает единство функциональных, в том числе пробиотических свойств готового продукта. Конкретный штаммовый состав может улучшаться в дальнейшем в сторону потенцирования локального иммунитета, антибиотических свойств (антагонизма по отношению к патогенным и условно-патогенным микроорганизмам), в том числе посредством бактериоцинов; жизнеспособности в условиях кишечного микроокружения, адгезии к эпителию слизистой; увеличения полезного воздействия на микробиоту кишечника, и др. функциональных эффектов [32-34].

Ниже приведены варианты реализации изобретения [35].

Пример 1. В творожную сыворотку с содержанием 5,0 % сухих веществ добавляют минеральные компоненты:

карбамид в количестве 10 г /л,

натрий фосфорнокислый двузамещенный в количестве 2,5 г/л,

калий фосфорнокислый однозамещенный в количестве 2,0 г/л,

сернокислая медь пятиводная в количестве 0,5 г/л,

диоксид марганца в количестве 0,4 г/л,

сернокислый магний в количестве 0,2 г/л ,

сернокислый цинк в количестве 0,1 г/л,

хлористый кобальт в количестве 10,0 мг/л,

йодид калия в количестве 2,0 мг/л,

селенит натрия в количестве 1,0 мг/л.

Сыворотка пастеризуется при (75+1) оС в течение 2 мин; охлаждается до (70+1) оС, добавляется сухой пектин в количестве 0,06%, 1 %-ный раствор хитозана в 2 %-ом растворе аскорбиновой кислоты в количестве 10 % от массы смеси и выдерживается при (70+1) оС, 10 мин., (70+1) ^оТ, затем охлажлается до (30+1) оС.

Засевают бактерии Lactobacillus casei и проводят процесс аэробной ферментации. При снижении pH среды на 1,0 единицу проводят засев молочной сыворотки культурой Propionibacterium freudenreichii и консорцимом кормовых дрожжей. Дальнейшее культивирование проводят в течение 36-48 ч при более интенсивной аэрации, поддерживая уровень растворенного кислорода 10% от насыщения.

Затем биомассу охлаждают до 10 ^оС, проводят отстаивание с последующей контаминацией пермеата, фильтрацию или сепарирование на сепараторе-творогоотделителе до массовой доли сухих веществ 47-50%.

В полученный белковый концентрат может быть добавлен консервант (в частности, цитрат натрия) с последующей расфасовкой в герметичную тару.

Пример 2. Белковый концентрат, полученный по Примеру 1 (без добавления консерванта) высушивают сублимационной сушкой с получением готового белкового продукта в виде порошка с массовой долей сухих веществ 80%.

Результаты исследования химического состава полученного по опытной технологии ФКП приведены в табл. 2.

Таблица 2 Показатели химического состава ФКП «Вологодский»

Вид корма	Массовая доля сухого вещества, %	Массовая доля белка, %	Массовая доля углеводов, %
Кормовая добавка в пастообразной форме	20,44+0,09	7,56+0,05	2,42+0,05
Сыворотка (пермеат)	6,36+0,02	1,40+0,05	1,85+0,04

Необходимо дальнейшее изучение как состава, в частности биоэлементного, так и биодоступности нутриентов пастообразного и сухого вариантов опытного продукта. Для пермеата необходима реализация дальнейшей переработки, как достаточно ценного вторичного сырья, содержащего белок и углеводы в количествах, превышающих «следовые».

Полученная кормовая добавка может рассматриваться как функциональный кормовой продукт по следующим признакам (по аналогии с функциональными пищевыми продуктами, которые включают не менее 15 % суточной дозы) по белку при рекомендуемой суточной норме скармливания белка КРС при массовой доли сухого вещества в продукте 80% - 50 г ФКП «Вологодский» в сутки. Необходимы исследования по уменьшению нормы скармливания разработанного ФКП для различных категорий КРС в связи с явлением улучшения перевариваемости основных кормов под действием ФКП.

По результатам исследований в 2018 г. получено 2 патента на разработанные функциональные кормовые продукты:

Функциональный кормовой продукт для сельскохозяйственных животных. Заявка на патент № 2017108025 13.03.2017; Получен 24.04.2018

Препарат для улучшения здоровья и продуктивности животных и птиц. Заявка на патент № 2016148064/13, 07.12.2016; Получен 26.04.2018 RU (11) 2 652 824

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В научно-исследовательской работе осуществлены систематизация вопросов и развитие той части технологической нутрициологии, которая усиливает функциональность продуктов питания и кормов для сельскохозяйственных животных [36? 37].

Научный руководитель, к.т.н., доцент

И.С. Полянская

Рабочая исследовательская группа (Вологодской ГМХА) 2018 г.

Закрепина Елена Николаевна,

Дата добавления: 2019-02-22; просмотров: 148; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

12 3 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!