Введение к работе
Аюуалыюсть темы. Комплексное решение задач, таких как технологическая модернизация и использование скота с высоким генетическим потенциалом продуктивности, в сочетании с полноценным кормлением, позволяет повысить эффективность производства животноводческой продукции. За последние четыре года в рамках национального приоритетного проекта АПК и Государственной программы развития сельского хозяйства введено, модернизировано и реконструировано около 1600 молочных комплексов и ферм, привлечено около 250 млрд руб. кредитных ресурсов (Шичкин Г.И., Дунин И.М.,2011). В регионах, где были построены крупные молочные комплексы и фермы с индустриальной технологией производства, предусматривающей круглогодичное полноценное кормление, даже в сложных природно-климатических условиях лета 2010 г., производство молока увеличилось. По мнению ряда ученых (Сидоров, М.А. и др., 2000; Lindgren S.E., Dobrogosz W.J.,1990; Бурень В. и др., 2011), в условиях крупных хозяйств и ферм возникает комплекс причин, приводящий к дисбактериозу молодняка сельскохозяйственных животных: нарушение условий содержания и кормления; технологический и транспортный стресс; нерациональное применение антибиотиков и химикатов. Известно, что нормальный микробиоценоз (Сидоров, М.А. и др., 2000), нарушенный в результате применения антибиотиков, восстанавливается значительно дольше, чем первоначальное формирование микробного пула кишечника, а в ряде случаев естественного восстановления микрофлоры ие происходит и тогда требуется применение бактериальных препаратов (Сафонов, Г. А. и др., 1992; Овсянников Ю.С. и др., 2009; Lindgren S.E.; Dobrogosz W.J.,1990). Наиболее изученным и реализованным на практике является применение бакпрепаратов, в состав которых входят микроорганизмы-пробиотики, представители нормальной микрофлоры животных. Считается, что классическими пробиотиками являются бактерии рода Lactobacillus и бифидобактерии (Perdigon, G. & all.,2001; Gerald, W.,2005). Доказано, что пробиотические препараты целесообразно применять даже при отсутствии дисбактериозов, т.к. пробиотики, поступающие в кишечник с кормами, могут стимулировать действие защитных систем организма (Панин, А.Н., Малик Н.И., 2006; Овсянников, Ю.С. и др., 2009; Williams, В.А. & а!!., 2001; Gerald, W., 2005).
Основы производства бактериальных концентратов были заложены отечественными исследователями Нобелевским лауреатом И.И. Мечниковым, Королевым С.А., Банниковой Л.А., Богдановым В.М., Семенихиной В.Ф. и апробированы в кормопроизводстве Чабаевым М.Г., Авиловым Б.Т., Lindgren, S. Е., Williams, В.А. и др.
Производство ферментированных кормовых продуктов в России и за рубежом динамично развивается. В РФ из вторичного молочного сырья
(ВМС) для кормления животных производят заменители цельного молока (ЗЦМ) и обогащенную молочную сыворотку (Храмцов А.Г. и др.,2006), при этом часто используют дорогостоящие импортные бакконцентраты. Несмотря на значительное количество исследований, посвященных выживаемости микроорганизмов при криоконцентрировании, в нашей стране отсутствуют биотехнологии бактериальных концентратов с исключением сублимационной сушки, имеющие значительный экономический потенциал.
Таким образом, получение бактериальных концентратов с криозамораживанием микробной биомассы и совершенствование технологии кормовых добавок пробиотического действия является актуальной и своевременной задачей.
Диссертационная работа выполнялась в рамках целевой программы «Разработка технологий универсального быстропереориентируемого производства заквасок прямого внесения для биотехнологической промышленности» (ГНУ ВНИМИ, 2007-2012 г.г.).
Цель и задачи исследований. Целью работы является научно-практическое обоснование получения новых бакконцентратов с криозамораживанием микробной биомассы, создание технологии кормовой добавки пробиотического действия на основе молочной сыворотки и апробация полученной добавки в рационах телят-молочников.
В соответствии с целью были сформулированы задачи исследований:
исследовать возможности использования сиропов молочного сахара и лактулозы в качестве питательной среды и криопротекторов при получении бакконцентратов с криозамораживанием микробной биомассы;
разработать биотехнологию новых бакконцентратов с криозамораживанием микробной биомассы, изучить их состав и свойства;
создать усовершенствованную технологию кормовой добавки пробиотического действия на основе молочной сыворотки с новыми бакконцентратами;
изучить физико-химические, микробиологические показатели и антибиотическую активность кормовой добавки пробиотического действия;
определить интенсивность роста и развития телят при использовании разработанной кормовой добавки пробиотического действия;
исследовать динамику морфологических и биохимических показателей крови телят при применении кормовой добавки пробиотического действия;
изучить влияние кормовой добавки пробиотического действия на микрофлору желудочно-кишечного тракта телят;
дать экономическую оценку эффективности использования новой кормовой добавки пробиотического действия в составе рациона кормов при выращивании телят-молочников.
Научная новизна. Получены данные о влиянии сиропов молочного сахара и лактулозы на эффективность процесса криозамораживания молочнокислых микроорганизмов. Новизна технического решения подтверждена патентом РФ №№2128710. На основе теоретических
предпосылок и проведенных исследований разработана биотехнология производства бакконцентратов Lactobacillus acidophilus, изучены состав и свойства гранулированных бакконцентратов и установлена высокая выживаемость микроорганизмов (92,45±3,3)%.
Исследован процесс ферментации молочной сыворотки с использованием новых бакконцентратов, выявлено увеличение содержания аминокислот на 63%, лактатов на 94%, молочной кислоты в 4,8 раза. Полученные данные использованы при разработке технологии кормовой добавки пробиотического действия, определены ее физико-химические и микробиологические показатели, а также антибиотическая активность.
Проведена оценка интенсивности роста и развития телят при использовании кормовой добавки пробиотического действия, исследовано ее влияние на желудочно-кишечный тракт, изучена динамика морфологических и биохимических показателей крови телят, доказывающих положительное влияние на формирование высоких продуктивных качеств молодняка.
Практическая значимость работы. Разработан технический регламент и организовано производство криозамороженных бактериальных концентратов молочнокислых бактерий Lb. acidophilus на базе экспериментального участка ГНУ ВНИМИ. Новые бакконцентраты использованы при разработке технологии кормовой добавки пробиотического действия (ТУ 9229-001-90923470-2011). Опытно-промышленные выработки кормовой добавки пробиотического действия проведены на молочном комбинате МК «Ставропольский». Результаты исследований используются при выращивании телят в ОАО «Урожайное» и фермерских хозяйствах Ставропольского края.
Апробация работы. Основные результаты работы обсуждены на Всероссийской и Международной научно-технической конференции «Современные достижения биотехнологии» (Ставрополь, 2002, 2011), Международной конференции «Пробиотики, пребиотики, синбиотики и функциональные продукты питания. Современное состояние и перспективы» (Москва, 2004), на 1-й международной научно-практической конференции «Современная наука: теория и практика» (Ставрополь, 2010), Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии здорового питания, их качество и безопасность» (Казахстан, Алматы, 2010), Международной научно-практической конференции «Перспективы производства продуктов питания нового поколения» (Омск, 2011) и Международной научно-практической конференции «Инновационные технологии - основа модернизации отраслей производства и переработки сельскохозяйственной продукции» (Волгоград, 2011).
Положения, выносимые на защит}'.
научно-практическое обоснование и биотехнология получения новых бакконцентратов с криозамораживанием микробной биомассы;
особенности ферментации и технология производства кормовой добавки пробиотического действия на основе вторичного молочного сырья;
результаты исследований по влиянию кормовой добавки пробиотического действия на интенсивность роста и развития, динамику морфологических и биохимических показателей крови и на желудочно-кишечный тракт телят.
Публикации результатов исследований. По материалам диссертации опубликовано 16 печатных работ, в т.ч. 4 в журналах, рекомендованных для опубликования ВАК РФ, и 1 патент РФ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, аналитического обзора литературных источников, структуры и методологии выполнения работы, экспериментальной части, основных выводов, списка использованной литературы, включающего 245 литературных источников, и приложений. Основное содержание работы изложено на 128 страницах машинописного текста, содержит 36 таблиц, 6 рисунков, 7 приложений.
