Новый комплексный ферментный препарат ксиланазы и протеаз для использования в кормах, содержащих соевый белок

Введение: Использование ФП способствует лучшей усвояемости компонентов корма, что приводит к повышению продуктивности моногастричных животных и улучшению их физиологических параметров. К трудногидролизуемым компонентам корма относятся полисахариды клеточной стенки зерна (некрахмальные полисахариды, НПС), являющегося основой корма, а также соевый белок, содержащий антипитательные белки глицинин и β-конглицинин, проявляющие антигенные свойства и не устраняемые в процессе традиционной обработки соевых шротов. Поэтому разработка комплексных кормовых добавок, содержащих ксиланазу и протеазы для одновременного гидролиза белковой компоненты корма и гидролиза НПС зерновых культур является актуальной задачей для промышленного птицеводства и животноводства.

Цель: Целью исследования является разработка комплексных ферментных препаратов (ФП) на основе мицелиального гриба P.verruculosum ВКМ F-3972D с ксиланазной (Ксил) и протеолитической активностями, обеспечиваемые наличием неингибируемой ксиланазы, пенициллопепсином (ПС) и лейцинаминопептидазой (ЛАП).

Материалы и методы: Методология исследования предполагала создание плазмидных конструкций с целевыми генами xylE, pepA и lap1, кодирующими Ксил, ПС и ЛАП соответственно и трансформацию плазмид в реципиентный штамм гриба P.verruculosum ВКМ F-3972; скрининг рекомбинантных штаммов по критерию ферментативных активностей; получение лиофильно высушенных форм ферментных препаратов и прикладные эксперименты для анализа эффективности новых ФП по отношению к экстрактам соевой муки и ржи.

Результаты: В результате проведенных исследований были разработаны комплексные ФП PROXYL с различным сочетанием целевых активностей. ФП PROXYL-14 и PROXYL-19 характеризовались более сбалансированным уровнем активности целевых ферментов – ПС/ЛАП/Ксил. ФП PROXYL-24 проявлял преимущественно активность ЛАП (210 000±9500 Ед/г), а в PROXYL-29 баланс активностей был сдвинут в сторону ПС (1200±75 Ед/г).

Результаты по определению приведенной вязкости экстрактов ржи под действием ФП PROXYL и коммерческих ФП RONOZYME и AXTRA показали, что при равной дозировке ксиланазной активности все ФП серии PROXYL показывают от 49 до 55% снижения вязкости экстрактов ржи, что в 2 раза лучше аналогичного параметра, полученного под воздействием коммерческих ФП, имеющих в своем составе ингибируемые ксиланазы.

Результаты экспериментов по гидролизу соевой муки показали, что выход восстанавливающих сахаров под действием PROXYL-14 и PROXYL-19 составляет 0,18 и 0,17 г/л против 0,11 и 0,12 г/л PROXYL-24 и PROXYL-29, что обусловлено более высокой активностью Ксил в ФП PROXYL 14 и 19. Наилучший результат по гидролизу высокомолекулярной фракции соевой муки показал PROXYL-29, который характеризовался наибольшей активностью ПС. Наиболее сбалансированным ФП по критерию уменьшения содержания высокомолекулярных белков сои, наибольшему выходу ВС, уровню уменьшения вязкости экстрактов ржи и органолептике явился ФП PROXYL-19.

Выводы: Новые комплексные ферментные препараты предназначены для использования в качестве кормовой добавки в корма, обогащенные соевым белком, для моногастричных с/х животных и птицы.

1. Бутейкис, Г., & Блажинскас, Д. (2012). Ферменты – гарантия ощутимой выгоды сегодня и в будущем. Комбикорма, 6, 105–106.

2. Егоров, И. А., Егорова, Т. В., Мосеев, П. А., Кержнер, М. А., & Синицын, А. П. (2018). Ферментные препараты отечественного производства в комбикормах для цыплят-бройлеров. Птицеводство, 1, 16–19. http://dx.doi.org/10.33845/0033-3239-2021-70-7-8-27-31

3. Короткова, О. Г., Рубцова, Е. А., Шашков, И. А., Волчок, А. А., Кондратьева, Е. Г., Синицына, О. А., Рожкова, А. М., Сатрудинов, А. Д., Денисенко, Ю. А., & Синицын, А. П. (2018). Сравнительный анализ состава и свойств кормовых ферментных препаратов. Катализ в промышленности, 18(4), 72–78. https://doi.org/10.18412/1816-0387-2018-4-72-78

4. Костылева, Е. В., Великорецкая, И. А., Середа, А. С., Цурикова, Н. В., Бетин, А. Н., & Синицын, А. П. (2017). Комплексный ферментный препарата в зернобобовых рационах свиней. Комбикорма, 9, 98–100.

5. Костылева, Е. В., Середа, А. С., Великорецкая, И. А., Цурикова, Н. В., Шашков, И. А., Рубцова, Е. А., & Синицын, А. П. (2019). Новый комплексный ферментный препарат с повышенной акивностью лейцинаминопептидазы. Биотехнология, 39(2), 87–98.

6. Ниязов, Н. С.-А, Кержнер, М. А., Мосеев, П. А., Зоров, И. Н., Рожкова, А. М., & Синицын, А. П. (2018). Ферментный препарат «Агроксил Премиум» в комбикормах для свиней: эффективность от использования. Свиноводство, 5, 25–27.

7. Полыгалина, Г. В., Чередниченко, В. С., & Римарева, Л. В. (2003). Определение активности ферментов: справочник. ДеЛи принт.

8. Рожкова, А. М., Мерзлов, Д. А., Баширова, А. В., Зоров, И. Н., Короткова, О. Г., Шашков, И. А., & Синицын, А. П. (2018). Новый ферментный препарат для снижения вязкости цельнозерновых экстрактов ржи. Вестник Московского университета. Серия 2. Химия, 59(2), 132–137.

9. Синицын, А. П., Гусаков, А. В., & Черноглазов, В. А. (1995) Биоконверсия лигноцеллюлозных материалов. Издательство МГУ.

10. Синицын, А. П., Зоров, И. Н., Короткова, О. Г., & Мерзлов, Д. А. (2016). Метод определения степени ингибирования ксиланаз белковыми ингибиторами злаков. Птицеводство, 1, 19–24.

11. Синицын, А. П., Кержнер, М. А., Мосеев, П. А., Зоров, И. Н., Рожкова, А. М., & Ниязов, Н. С.-А. (2018). Влияние нового ферментного препарата Агроксил плюс в составе комбикормов на продуктивность и переваримость питательных веществ у свиней. Зоотехния, 9, 11–14.

12. Синицын, А. П., Рубцова, Е. А., Шашков, И. А., Рожкова, А. М., Синицына, О. А., Кондратьева, Е. Г., Зоров, И. Н., Мерзлов, Д. А., Осипов, Д. О., & Матыс, В. Ю. (2017). Получение и свойства новых биокатализаторов, предназначенных для разрушения некрахмальных растительных полисахаридов. Катализ в промышленности, 17(4), 331–338.

13. Синицын, А. П., Синицына, О. А., Зоров, И. Н., & Рожкова, А. М. (2020). Возможности экспрессионной системы гриба Penicillium verruculosum для получения продуцентов ферментов, обеспечивающих эффективную деструкцию возобновляемой растительной биомассы (обзор). Прикладная Биохимия И Микробиология, 56(6), 551–560. https://doi.org/10.31857/S0555109920060161

14. Синицын, А. П., Синицына, О. А., & Рожкова, А. М. (2020). Получение промышленно важных ферментов на основе экспрессионной системы гриба Penicillium verruculosum. Биотехнология, 36(6), 17–34. https://doi.org/10.21519/0234-2758-2020-36-6-17-34