Аннотация

Введение. Получение белково-витаминных кормовых добавок для сельскохозяйственных животных является одной из актуальных задач современной промышленной биотехнологии. В Российской Федерации ежегодно образуется значительное количество вторичных продуктов переработки семян подсолнечника, которые являются перспективным источником для получения изолята белка подсолнечника. Целью исследования являлась разработка технологии производства бактериальной биомассы Bacillus megaterium кормового назначения. Объекты и методы исследования. Изолят белка подсолнечника, ферментный препарат Protex 7L, а также штамм B. megaterium (ВКПМ В-3750). Определение содержания углеводов осуществляли модифицированным методом Бертрана. Определение аминного азота осуществляли формольным титрованием. Определение количества жизнеспособных клеток осуществляли методом Коха. Определение содержания протеиногенных аминокислот проводили методом капиллярного электрофореза. Результаты и их обсуждение. Подсолнечный белок при обработке ферментными препаратами может стать альтернативным источником азота для культивирования промышленных микроорганизмов. В данной работе представлены результаты аминокислотного анализа изолята белка подсолнечника, а также ферментативного гидролизата, полученного с применением препарата Protex 7L. Сравнительный анализ содержания аминокислот в гидролизате и исходном изоляте белка показал, что ферментативный гидролиз позволяет увеличить содержание свободных аминокислот в среде, доступных для питания микроорганизмов. Показана возможность культивирования штамма продуцента витаминов группы B на ферментативном гидролизате белка подсолнечника, полученного с применением препарата Protex 7L. Выводы. Результаты сравнительного исследования показали, что ферментативный гидролизат белка подсолнечника может быть использован в качестве источника азота для культивирования продуцента витаминов группы В в качестве альтернативы дорогостоящему мясному пептону. Технико-экономическая оценка процесса культивирования B. megaterium на ферментативных гидролизатах белка подсолнечника при мощности производства 100 кг/год показала, что себестоимость белково-витаминной добавки составляет 413 руб/кг. Срок окупаемости капитальных затрат по расчетам составляет 1,5 года.

Ключевые слова

Подсолнечник, шрот подсолнечный, изолят белка, ферментация, ферментативный гидролиз, кормовая добавка

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Bio-processing of agro-industrial wastes for production of food-grade enzymes: Progress and prospects / P. S. Panesar, R. Kaur, G. Singla [et al.] // Applied Food Biotechnology. – 2016. – Vol. 3, № 4. – P. 208–227. https://doi.org/10.22037/afb.v3i4.13458.
2. The role of the anabolic properties of plant-versus animal-based protein sources in supporting muscle mass maintenance: A critical review / I. Berrazaga, V. Micard, M. Gueugneau [et al.] // Nutrients. – 2019. – Vol. 11, № 8. https://doi.org/10.3390/nu11081825.
3. The environmental cost of protein food choices / J. Sabaté, K. Sranacharoenpong, H. Harwatt [et al.] // Public Health Nutrition. – 2015. – Vol. 18, № 11. – P. 2067–2073. https://doi.org/10.1017/S1368980014002377.
4. Multi-objective optimization of solid/liquid extraction of total sunflower proteins from cold press meal / S. Albe Slabi, C. Mathe, M. Basselin [et al.] // Food Chemistry. – 2020. – Vol. 317. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2020.126423.
5. Белковый потенциал семян подсолнечника. Исследования процессов получения пищевых белков из подсолнечного шрота / М. Л. Доморощенкова, Т. Ф. Демьяненко, И. В. Крылова [и др.] // Вестник Всероссийского научно-исследовательского института жиров. – 2020. – № 1–2. – С. 24–29.
6. Protein extracts from de-oiled sunflower cake: Structural, physico-chemical and functional properties after removal of phenolics / B. G. Subaşı, F. Casanova, E. Capanoglu [et al.] // Food Bioscience. – 2020. – Vol. 38. https://doi.org/10.1016/j.fbio.2020.100749.
7. Optimization of sunflower albumin extraction from oleaginous meal and characterization of their structure and properties / A. S. Sara, C. Mathé, M. Basselin [et al.] // Food Hydrocolloids. – 2020. – Vol. 99. https://doi.org/10.1016/j.foodhyd.2019.105335.
8. Green chemistry for the optimum technology of biological conversion of vegetable waste / A. S. Makarova, D. V. Baurin, M. G. Gordienko [et al.] // Sustainable Production and Consumption. – 2017. – Vol. 10. – P. 66–73. https://doi.org/10.1016/j.spc.2016.12.003.
9. The effectiveness of dietary sunflower meal and exogenous enzyme on growth, digestive enzymes, carcass traits, and blood chemistry of broilers / M. Alagawany, A. I. Attia, Z. A. Ibrahim [et al.] // Environmental Science and Pollution Research. – 2017. – Vol. 24, № 13. – P. 12319–12327. https://doi.org/10.1007/s11356-017-8934-4.
10. Гавилей, Е. В. Влияние частичной замены соевого шрота подсолнечным концентратом в рационе цыплят-бройлеров на продуктивность и физиологическое состояние птицы / Е. В. Гавилей, С. Н. Панькова, О. А. Катеринич // Актуальные проблемы интенсивного развития животноводства. – 2020. – № 23–1. – C. 120–127.
11. Mustafayev, S. K. Organization of fodder production based on sunflower seed waste / S. K. Mustafayev, E. O. Smychagin // Advances in Engineering Research. – 2018. – Vol. 157. – P. 429–434.
12. Fang, H. Microbial production of vitamin B12: a review and future perspectives / H. Fang, J. Kang, D. Zhang // Microbial Cell Factories. – 2017. – Vol. 16, № 1. https://doi.org/10.1186/s12934-017-0631-y.
13. Improved propionic acid and 5,6-dimethylbenzimidazole control strategy for vitamin B12 fermentation by Propionibacterium freudenreichii / P. Wang, Z. Zhang, Y. Jiao [et al.] // Journal of Biotechnology. – 2015. – Vol. 193. – P. 123–129. https://doi.org/10.1016/j.jbiotec.2014.11.019.
14. Vitamin B12 biosynthesis over waste frying sunflower oil as a cost effective and renewable substrate / H. Hajfarajollah, B. Mokhtarani, H. Mortaheb [et al.] // Journal of Food Science and Technology. – 2015. – Vol. 52, № 6. – P. 3273–3282. https://doi.org/10.1007/s13197-014-1383-x.
15. Establishment of beet molasses as the fermentation substrate for industrial vitamin B12 production by Pseudomonas denitrificans / K.-T. Li, W.-F. Peng, J. Zhou [et al.] // Journal of Chemical Technology and Biotechnology. – 2013. – Vol. 88, № 9. – P. 1730–1735. https://doi.org/10.1002/jctb.4025.
16. Microbial cell factories for the sustainable manufacturing of B vitamins / C. G. Acevedo-Rocha, L. S. Gronenberg, M. Mack [et al.] // Current Opinion in Biotechnology. – 2019. – Vol. 56. – P. 18–29. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2018.07.006.
17. Conversion of potato industry waste into fodder yeast biomass / P. Patelski, J. Berlowska, M. Balcerek [et al.] // Processes. – 2020. – Vol. 8, № 4. https://doi.org/10.3390/pr8040453.
18. Sunflower protein enzymatic hydrolysates as a medium for vitamin B2 and B12 biosynthesis / D. V. Baurin, J. M. Epishkina, A. V. Baurina [et al.] // Chemical Engineering Transactions. – 2020. – Vol. 79. – P. 145–150. https://doi.org/10.3303/CET2079025.
19. Ultrasound pretreatment of sunflower protein: Impact on enzymolysis, ACE-inhibition activity, and structure characterization / M. Dabbour, R. He, B. Mintah [et al.] // Journal of Food Processing and Preservation. – 2020. – Vol. 44, № 4. https://doi.org/10.1111/jfpp.14398.
20. Localized enzymolysis and sonochemically modified sunflower protein: Physical, functional and structure attributes / M. Dabbour, J. Xiang, B. Mintah [et al.] // Ultrasonics Sonochemistry. – 2020. – Vol. 63. https://doi.org/10.1016/j.ultsonch.2019.104957.