Инновационный способ применения кератинсодержащего сырья

УДК 636.087.74.001.7

Инновационный способ применения кератинсодержащего сырья

Г.Г.Ибатова, Л.И.Мотавина

ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Аннотация. Анализ литературы свидетельствует о том, что возможности рационального использования кератинсодержащих отходов достаточно широки. В связи с этим, могут представлять интерес продукты растворения кератина. В данной статье, на основе проведенных исследований, изложен инновационный способ, применения кератинсодержащего сырья.

Summary. The analysis of literature attests that the rational use of keratin-containing waste is quite possible. As a result the products of keratin dissolution can be interesting. In this article according to the conducted researches innovative mode of using keratin-containing materials is given.

Ключевые слова: птицеводство, вторичные отходы, перопуховое сырье, кератинсодержащее сырье, кератин, фермент, ферментативный гидролиз, желеобразная субстанция.

Key words: poultry breeding, secondary wastes, down and feather materials, keratin-containing materials, keratin, enzyme, enzymic hydrolysis, jellylike substance.

В России разведением домашней птицы занимались в основном в крестьянских хозяйствах. Развитие птицеводства как отрасли сельского хозяйства началось в 20-е годы прошлого века. Тогда стали появляться колхозные фермы, племрассадники, инкубаторно-птицеводческие станции. Первые птице-совхозы организовались в 1925 году, а птицефабрики начали строить в 1930. В 1963 году было принято постановление правительства «Об увеличении производства яиц и мяса птицы в пригородных зонах крупных городов и промышленных центров», а в сентябре 1964 - «Об организации производства яиц и мяса птицы на промышленной основе». Этим был дан старт крупномасштабному переводу отрасли на интенсивный путь развития [3].

Птицеводство в большинстве стран мира занимает ведущее положение среди других отраслей сельскохозяйственного производства, обеспечивая население высокоценными диетическими продуктами питания (яйца, мясо, деликатесная жирная печень).

Птицеводство Российской Федерации является поставщиком широкого ассортимента пищевой и непищевой продукции. К непищевой продукции относятся перопуховое сырье, кровь, костные отходы, павшая птица. Одним из резервных источников белковых кормов является кератинсодержащее сырье из отходов переработки птицы. Российские запасы сырья для производства перьевой муки составляют около 48 тыс. тонн [2].

Перья - сложнейшие роговые образования кожи птиц - преобразовались в процессе эволюции из чешуй древних пресмыкающихся. Легкие, сохраняющие тепло, эластично пружинящие и при этом очень крепкие, они образуют равномерный слой, который защищает птиц от всевозможных вредных воздействий окружающей среды - перегрева, холода, сырости и ветра, и препятствуют потере тепла, делают поверхность тела птицы гладкой, и, когда она находится в полете, воздух без большого сопротивления обтекает ее туловище. Благодаря перьям создаются подъемная сила и тяга. Кроме того, с их помощью птица регулирует направление полета. Перья образованы роговицей. Как и наши волосы и ногти, они состоят из рогового вещества - кератина [1].

Перо на 80-90% состоит из фибриллярного белка кератина, основной особенностью которого является необычное для других протеинов значительное содержание цистина. Именно благодаря ци-стину полипептидные цепи кератина образуют поперечные дисульфидные связи, придающие особую прочность этому белку. Кератин не растворяется в холодной воде, растворах солей, разбавленных кислотах и большинстве органических растворителей, не расщепляется ферментами желудочно-кишечного тракта животных и птицы. Установлено, что перевариваемость пепсином измельченного порошковидного куриного пера составляет менее 16%.

В настоящее время интенсивно развиваются птицефабрики, которые дают огромное количество отходов, они составляют 45% от массы птицы. Использование вторичных ресурсов в непереработанном виде приводит к потере до 40% питательных веществ. Лишь незначительная доля отходов птицеводства перерабатывается в перьевую муку, остальная масса сжигается или захороняется, тем самым нанося вред окружающей среде.

Для перевода кератина в усвояемую форму, его необходимо подвергнуть предварительной обработке, которая разрушит нативную структуру белка таким образом, чтобы сделать ее доступной воздействию протеолитических ферментов пищеварительного тракта птицы.

Производство мяса птицы в России на конец 2010 года составило 2235,0 тыс. т. Объем получаемых при переработке птицы малоценных (вторичных) продуктов - почти 1,0 млн. тонн. И это является существенной проблемой птицеперерабатывающей отрасли. В то же время вторичные продукты представляют собой ценнейший источник - квотного белка и жира. Содержание животного белка в побочных продуктах составляет белка почти 200,1 тыс. тонн, жира - 43,5 тыс. тонн (таблица 1, 2).

Таблица 1. Производство мяса и выход малоценных продуктов переработки птицы в Российской

Федерации

Наименование показателей П/ф 10 млн. гол./год, т/год Всего по РФ, тыс. т/год

Живая масса птицы 22000,0 3200,0

Мясо птицы (тушки) 15400,0 2235,0

Перо сухое 880,0 128,0

Кровь 814,0 118,4

Технические отходы 2200,0 317,0

Костные отходы (головы + ноги) 1800,0 259,2

Отходы переработки мяса, инкубации, 880,0 128,0

павшая птица

Всего отходов для переработки 6574,0 950,6

Таблица 2. Содержание белка и жира в малоценных продуктах переработки птицы в Российской

Федерации

Наименование показателей П/ф 10 млн. гол./год, т/год Всего по РФ, тыс. т/год

Масса протеина Масса жира 1386,0 200,1 301,3 43,5

Себестоимость мяса птицы напрямую связан с рациональным и экономным расходованием его ресурсов с учетом существующих структур переработки сырья и характера побочных продуктов. Перо-пуховое сырье является побочным возобновляемым продуктом птицеводства, переработка и утилизация которого является актуальной проблемой не только для этой отрасли народного хозяйства, но и для предприятий среднего и малого бизнеса в том числе сферы услуг, использующих в своем производстве это экологически чистое сырье.

Утилизация отходов птицеводства и переработки птицы приобретает все большее экономическое значение, намного повышая себестоимость продукции птицеводства.

Во вторичных продуктах потрошения птицы практически 50% белка содержится в перопуховом сырье, поэтому решение проблемы перевода кератина пера в усвояемую форму имеет большое значение с позиции мобилизации резервов нативного белка и проблем экологии. Анализ литературы свидетельствует о том, что возможности рационального использования кератинсодержащих отходов доста-

точно широки. В связи с этим, могут представлять интерес продукты растворения кератина. В настоящее время в связи с интенсивным развитием биотехнологических методов перспективным представляется переработка отходов производства пищевых и кормовых продуктов с использованием биологических способов. Существуют различные способы переработки и утилизации отходов органического происхождения с помощью механических, физико-химических, химических и биологических методов. При выборе способов обработки приоритет, в основном, отдается способам, направленным на извлечение из отходов полезных компонентов. В связи с интенсивным развитием биотехнологических методов перспективным представляется переработка отходов животного происхождения с использованием различных ферментных препаратов.

Ферментативный гидролиз кератинов приобретает большое значение в связи с возможностью создания на его основе различных белковых добавок и гидролизатов не только кормового, но и пищевого значения. В связи с этим открытие высокоэффективных продуцентов и производство на их основе ферментных препаратов приобретает чрезвычайно актуальную задачу.

Таким образом, изыскание путей рациональной переработки и использования кератинсодержа-щего сырья имеет важное народно-хозяйственное значение. Однако в нативном состоянии кератины не расщепляются пищеварительными протеолитическими ферментами из-за прочных дисульфидных связей между полипептидными цепочками молекулы белка, что ограничивает целесообразность их применение в составе пищевых и кормовых продуктов без предварительной обработки с целью получения его усвояемых форм. Дополнительную трудность обуславливает наличие полисахаридных компонентов.

Поэтому кератин в нативном виде плохо подвергается воздействию ферментов протеолитиче-ского действия.

На основании проведенных исследований разработана и опробована в условиях учебной лаборатории ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» технология получения желеобразной субстанции (рис. 1).

Рис. 1 - Технологическая схема получения желеобразной субстанции из кератина пера

Технологический процесс получения желеобразной субстанции состоит из последовательных и взаимосвязанных действий. В связи с этим, нами для начала была осуществлена подготовка перопухо-вого сырья к переработке, а затем обработка водным раствором сульфита натрия, предпочтительно 0,1-1,0%-ной концентрации и при оптимальном весовом соотношении исходного сырья и водного раствора сульфита натрия, равном 1:10-1:20. После промывки перо измельчали. Протеин перопухового сырья состоит из сложных веществ - кератинов, которые обладают большой крепостью и упругостью. Поэтому для превращения кератина пера в усвояемые белки в процессе переработки проводили их гидролиз водой непрерывным перемешиванием. Ферментативный гидролиз представляет собой уникальный путь для поддержания и увеличения питательной ценности белка путем обработки белкового субстрата про-теазами, обладающими эндоприазной и экзопептидазной активностями. Широкий ассортимент эндо- и экзопротеиназ и пептидаз позволяет проводить ферментативный гидролиз и получать белковые гидро-лизаты с заданными свойствами, обладающими функциональной направленностью.

Литература

1. ГОСТ Р 53397-2009: Сырье перопуховое. Технические условия. Национальный стандарт ГОСТ Р 53397-2009 РФ.

2. Кулишев Б.В. Международная конференция по птицеводству// Мясная индустрия. 2012. №7. С. 20-21.

3. Фисинин В.И. Птицеводство России - стратегия инновационного развития: учебник. М.: РАСХН-ВНИТИП, 2012. С. 14-17, 57-63, 128-131.

Ибатова Гузель Галимдаровна, аспирантка кафедры технологии мяса и молока ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, моб.: 89178051247, e-mail: guzel_ibat@inbox.ru.

Мотавина Людмила Ивановна, кандидат биологических наук, ассистент кафедры технологии мяса и молока ФГБОУ ВПО Башкирский ГАУ, моб.: 89196194667, e-mail: lmotavina@mail.ru

УДК 591.11

Влияние различных доз пробиотического препарата «Биогумитель» на гематологические показатели крови телок черно-пестрой породы

Р.Р.Шакиров

ФГБОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет»

Аннотация. В результате исследования было установлено влияние скармливания пробиотического препарата «Биогумитель» на морфологические и биохимические показатели крови телок черно-пестрой породы.

Summary. As a result of research it was established that feeding with probiotic preparation «Biogumi-tel» influence on morphological and biochemical indices of Black Spotted heifers.

Ключевые слова: телки, кровь, глобулины, альбумины, биогумитель, черно-пестрая порода.

Key words: heifers, blood, globulins, albumins, biogumitel, black spotted breed.

Известно, что кровь, обладая определенным постоянством состава, отличается также и лабильностью, что определяет адаптационную пластичность организма животных в изменяющихся условиях окружающей среды [1, 4, 8]. Использование различного рода биологически активных веществ в составе кормовых добавок оказывает определенное влияние на характер обменных процессов [5, 9]. Морфологический состав крови является индикатором этих изменений [2].

В связи с этим было проведено исследование на телках черно-пестрой породы. Для этого были сформированы 4 группы. Животным I (контрольной) группы скармливали основной рацион. Телкам II (опытной) группы дополнительно к основному рациону вводили пробиотическую кормовую добавку «Биогумитель» в дозе 0,35 г на 1 кг корма, III (опытной) группы -0,70 г, IV (опытной) группы -1,00 г на 1 кг корма.

Полученные нами данные и их анализ свидетельствуют об изменении морфологического состава крови телок контрольной и опытных групп по сезонам года (табл. 1).