Биотехнология в животноводстве

Вакцины. Возбудители заболеваний у животных иные, чем у людей, особенно с учетом разнообразия видов и пород животных. Требования к вакцинам не такие жесткие, как в медицине, но это не исключает необходимости разрабатывать и выпускать большой ассортимент вакцин для животноводства и птицеводства. Под Москвой расположен биокомбинат, занимающийся таким произ­водством.

Антибиотики. Часто медицинские антибиотики действуют и как ветеринарные препараты. Но государственные органы стараются не использовать медицинские антибиотики для животных. Во-первых, применение медицинских антибиотиков для лечения жи­вотных создает риск действия остаточных концентраций их в мясе на «привыкание» (точнее - резистентность) болезнетворных мик­роорганизмов к этим антибиотикам у человека и в дальнейшем - неэффективность их действия при заболеваниях человека. Поэто­му только антибиотики-ветераны, в прошлом бывшие медицинс­кими (такие, как хлортетрациклин или биомицин), входят в ас­сортимент кормовых антибиотиков.

Кормовые витамины используют для некоторых видов живот­ных. Здесь аналогия с медициной полная.

Ростовые гормоны в животноводстве играют гораздо большую роль, чем в медицине. Если в применении к человеку они на­правлены на немногочисленную популяцию лилипутов, то у животных они ускоряют нарастание мышечной массы при от­корме. Это не стероидные гормоны, которые сейчас ограниче­ны в применении, а природные белковые, биосинтез которых налажен с помощью генно-инженерных микроорганизмов-про­дуцентов. Современные ростовые гормоны ускоряют рост до размеров нормальной взрослой особи, не более.

Кормовой белок. При откорме животных, особенно свиней и кур, наряду с обычным углеводным питанием (которое поставля­ется в основном зерном), важно иметь белковое питание (обычно это рыбная мука, мясо-костная мука, бобы или шрот сои, гороха, рапса). Всего этого в стране не хватает. Поэтому наша страна выс­тупила пионером в использовании в качестве кормовых белков микробной биомассы, содержащей от 40 до 80 % белка и выращи­ваемой обычно на разных отходах. Белковая биомасса микроорганизмов хорошо усваивается сельскохозяйственными животными (1 тонна кормовых дрожжей позволяет получать 0,4-0,6 тонн свинины).

Белок, применяемый для кормовых целей, не имеет ограничений по содержанию нуклеиновых кислот (как пищевой). Эти кислоты благополучно усваиваются животными.

Наиболее известен кормовой белок из дрожжей Candida maltosa, выращиваемый на отходах переработки нефти - жидких парафинах. В СССР до 1990 г. ежегодно производилось 1,4 млн т в год такого продукта под названием БВК (белково-витаминный концентрат).

Разработана и реализована вблизи Волгограда в промышленных условиях технология кормового белка на основе метаноокисляющих микроорганизмов, использующих в качестве сырья при­родный газ и имеющих высокое содержание белка в биомассе (до 75 %). Аналогичным образом создана технология кормового белка на основе водородных бактерий.

Существует несколько заводов по производству кормовых гид­ролизных дрожжей, где в качестве сырья применяют получаемый после высокотемпературной кислотной обработки гидролизат древесины. Имеются также технологии получения белка на основе технических метанола и этанола.

Все эти виды сырья оказались после повышения цен на нефть, газ и электроэнергию экономически невыгодными. Поэтому раз­работана и реализована технология получения кормового белка на основе отходов производства зерна (под названиями «Биокорн», «Белотин», «Биотрин»), которая пока еще может конкурировать с дешевой соей из-за рубежа. В других странах для изготовления кормовых дрожжей используют отходы сахарной свеклы и трост­ника, фруктов, отходы спиртового производства, сельскохозяй­ственные крахмалосодержашие отходы.

Кормовые аминокислоты. Из 20 аминокислот незаменимыми для человека являются 8: изолейцин, лейцин, лизин, метионин, треонин, триптофан, валин, фенилаланин. Для сельскохозяй­ственных животных к незаменимым относятся также гистидин и аргинин, а для молодняка птицы - пролин.

Эти незаменимые аминокислоты не синтезируются организ­мом, а вносятся с кормом. При этом соотношение разных амино­кислот должно примерно соответствовать соотношению их в бел­ке мяса, яиц, молока животных (в зависимости от направления животноводства), а для человека - в белке женского молока. Если какая-то аминокислота имеет концентрацию гораздо большую, чем нужно по соотношению, прирост массы животного не изме­нится при кормлении такой смесью. Избыток оказывается «лиш­ним». И наоборот, если концентрация какой-то одной аминокис­лоты будет меньше нужной по соотношению, то рост животного будет определяться именно этой аминокислотой. В биологии это называют «принципом Либиха» по имени немецкого ученого, сформулировавшего этот принцип.

В белке зерна пшеницы (глютене) много различных аминокислот, но одна из них имеет концентрацию, на 30-40 % меньше нужной по соотношению Либиха. Эта аминокис­лота - лизин. Если ее добавить к корму, состоящему из зерна пше­ницы, в относительно небольшом количестве, то белок станет по­чти в полтора раза более полноценным, и на таком сбалансирован­ном корме соответственно будет в полтора раза больший рост жи­вотного без изменения количества самой пшеницы. Чтобы получить тот же эффект без добавок лизина, нужно впустую из­расходовать в полтора раза больше зерна.

В связи с этим существует довольно большое производство кормовой аминокислоты лизина, которая продуцируется в боль­ших количествах специальными штаммами микроорганизмов. Производство лизина в США, Японии и других странах достигает 300 тыс. т.

Имеется, в меньшей степени, потребность в аминокислотах триптофан (для кормов на основе зерна кукурузы) и треонин (для кормов на основе пшеницы).

Силосные закваски. Для сохранения скошенной травы и увели­чения ее питательной ценности в силосные ямы наряду с травой вводят специальные закваски - смесь микроорганизмов, создаю­щую возможность в зимнее время кормить животных даже более ценным, чем исходный, растительным кормом.

Пробиотики. Это полезные микроорганизмы пищеварительно­го тракта животных, которые в некоторых случаях (для молодня­ка) добавляют в виде живого биопрепарата в корм. Имеются также попытки в качестве микроорганизмов-пробиотиков добавлять в корм курам, свиньям микрофлору, выделенную из желудка грызу­нов, лосей, бобров, умеющих перерабатывать древесину как пита­тельный субстрат. Это позволяет повысить усвояемость грубых кормов животным с односегментным желудком.

Корм для рыб. Кроме обычных белковых кормов микробиоло­гического типа, хорошо показавших себя при разведении рыб, можно упомянуть специальный корм из оранжево-красных мик­роорганизмов рода Phaffia, который позволяет получать оранже­вый или розовый цвет мяса лосося и форели при их искусствен­ном разведении (без таких добавок мясо лосося получается водя­нистое, бело-серое). Это связано с тем, что Phaffia синтезирует ка-ротиноид астаксантин.