Биотехнологические основы создания кормовых добавок с защитно-профилактическими свойствами

 

Всероссийский научно-исследовательский институт 
пищевой биотехнологии – филиал Федерального государственного 
бюджетного учреждения науки Федерального исследовательского центра 
питания, биотехнологии и безопасности пищи 
 
ВНИИПБТ – 
ФИЛИАЛ ФГБУН «ФИЦ ПИТАНИЯ И БИОТЕХНОЛОГИИ» 
 

 
Волкова Г.С., Римарева Л.В., Куксова Е.В., Серба Е.М. 
 
БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ 
СОЗДАНИЯ КОРМОВЫХ ДОБАВОК 
С ЗАЩИТНО-ПРОФИЛАКТИЧЕСКИМИ 
СВОЙСТВАМИ  
 
монография 
 

Volkova Galina S., Rimareva Liubov V., 
Kuksova Elenа V., Serba Elena M. 
 

BIOTECHNOLOGICAL BASIS 
FOR CREATING FEED ADDITIVES WITH 
 PROTECTIVE AND PREVENTIVE PROPERTIES 

(monograph) 

Moscow, 2020 
 

Москва 
2020  

УДК 636.085.8 
ББК 45.45 
Б63 

Рецензенты: 

Лукин Николай Дмитриевич – доктор технических наук, профессор, 
заместитель директора по научной работе ВНИИ крахмалопродуктов – филиала 
ФГБНУ «ФНЦ пищевых систем им. В.М. Горбатова» РАН, заведующий 
кафедрой «Технологии производства крахмала и крахмалопродуктов» 
ФГБОУ «Московский государственный университет технологий и Управления 
им. К.Г. Разумовского». 

Машенцева Наталья Генадьевна – доктор технических наук, профессор 
РАН, профессор кафедры «Биотехнология и технология биоорганического 
синтеза» ФГБОУ ВПО Московского государственного университета пищевых 
производств. 

       Волкова Г.С., Римарева Л.В., Куксова Е.В., Серба Е.М. 
       Биотехнологические основы создания кормовых добавок  
Б63           с защитно-профилактическими свойствами: монография /  
                 Г.С. Волкова, Л.В. Римарева, Е.В. Куксова, Е.М. Серба. – М.:  
                 ООО «Первое экономическое издательство», 2020. – 148 с. 

ISBN: 978-5-91292-341-8 
DOI: 10.18334/9785912923418 

В монографии изложено научное обоснование комплекса методов и процессов, позволяющих реализовывать эффективные промышленные технологии 
кормовых биологически активных добавок с защитно-профилактическими 
свойствами путем направленной микробной конверсии различных видов вторичного сырья перерабатывающих производств агропромышленного комплекса специально подобранными консорциумами пробиотических бактерий. 
Рассмотрены вопросы промышленного получения новых экологически безопасных эффективных препаратов для животноводства и птицеводства.  
Монография предназначена для использования в научных исследованиях 
в области биотехнологии по направлению биотехнологии кормовых добавок 
с пробиотическими свойствами, а также в учебном процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению «Биотехнология». 
 

ISBN: 978-5-91292-341-8 
© ВНИИПБТ, 2020 

© Коллектив авторов, 2020 
© Оформление, дизайн обложки  
ООО «Первое экономическое издательство», 2020 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
ВВЕДЕНИЕ ............................................................................................... 9 

ГЛАВА 1. Современное состояние отечественной отрасли 
кормовых добавок защитно-профилактического действия .............. .13 
 
ГЛАВА 2. Общие сведения и современные представления 
о кормах и биологически активных кормовых добавках ................... 20 
 
2.1. Резервы повышения протеиновой питательности кормов 
       и рационов для крупного рогатого скота 
       на современном этапе ............................................................ 22 

2.2. Современная классификация кормовых добавок ............... 24 

2.3. Характеристика сырья и вторичных сырьевых ресурсов 
       для производства кормовых добавок ................................... 25 

         2.4. Пробиотики в кормах и механизм их действия .................. 34 

         2.5. Микроорганизмы, синтезирующие органические кислоты, 
                и их использование в биотехнологии кормовых добавок . 42 
 
ГЛАВА 3. Научное обоснование биотехнологии кормовых добавок 
с защитно-профилактическими свойствами ........................................ 51 
 
3.1. Закономерности биосинтеза органических кислот 
       и бактериоцинов культурами молочнокислых 
       и пропионовокислых бактерий ............................................. 52 

3.2. Селекция и характеристика штаммов молочнокислых 
       и пропионовокислых бактерий для создания 
       кормовых добавок .................................................................. 60 

3.3. Оптимизация состава питательных сред и режимов 
       ферментации для производства кормовых добавок ........... 64 

3.4. Антимикробные свойства молочнокислых 
       и пропионовокислых бактерий ............................................. 66 

3.5. Основные принципы создания консорциумов 
       микроорганизмов для технологии биологически 
       активных кормовых добавок ................................................. 76 

3.6. Применение метода направленного культивирования 
       консорциумов бактерий в технологии производства 
       кормовых добавок .................................................................. 83 

3.7. Рекомендации по составу консорциумов бактерий 
       для технологии биологически активных 
       кормовых добавок .................................................................. 87 
 
ГЛАВА 4. Существующие технологии получения кормовых 
добавок на основе переработки вторичного сырья ............................ 91 
 
ГЛАВА 5. Технологическая схема получения кормовых добавок 
защитно-профилактического действия ................................................ 95 
 
ГЛАВА 6. Проведение производственных испытанй ...................... 103 
 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ............................ 108 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

В монографии изложено научное обоснование комплекса методов и процессов, позволяющих реализовывать эффективные промышленные технологии кормовых биологически активных добавок с защитно-профилактическими свойствами путем направленной микробной конверсии различных видов вторичного сырья перерабатывающих производств агропромышленного комплекса специально подобранными консорциумами пробиотических бактерий. Рассмотрены 
вопросы промышленного получения новых экологически безопасных 
эффективных препаратов для животноводства и птицеводства. 

Монография предназначена для использования в научных исследованиях в области биотехнологии по направлению биотехнологии 
кормовых добавок с пробиотическими свойствами, а также в учебном 
процессе при подготовке бакалавров и магистров по направлению 
«Биотехнология». 

Ключевые слова: микробная конверсия, молочнокислые, пропионовокислые бактерии, бактериальная закваска, вторичное сырье, 
органические кислоты, корма, добавки. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

The monograph presents the scientific ground of a set of methods and 
processes that allow implementing effective industrial technologies of feed 
biologically active additives with protective and preventive properties by 
directed microbial conversion of various types of secondary raw materials 
of processing industries of the agro-industrial complex by specially 
selected consortia of probiotic bacteria. The authors consider the issues of 
industrial production of new environmentally safe and effective drugs for 
animal and poultry farming. 

The monograph is intended for use in research in the field of 
biotechnology in the direction of feed additives with probiotic properties, 
as well as in the educational process for preparing bachelors and masters 
in the direction of "Biotechnology". 

Keywords: microbial conversion, lactic acid, propionic acid bacteria, 
bacterial starter culture, secondary raw materials, organic acids, feed, 
additives. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список основных сокращений 

 

МКБ – молочнокислые бактерии 

ПКБ – пропионовокислые бактерии 

АПК – аграрнопромышленный комплекс 

КЖ – культуральная жидкость 

БАД – биологически активные добавки 

БАВ – биологически активные вещества 

ВСР – вторичные сырьевые ресурсы 

СВ – сухие вещества 

СОД – супероксидисмутаза 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ 

В соответствии новой Доктриной продовольственной безопасности Российской Федерации на 2019–2021 гг. важной задачей является совершенствование биотехнологических процессов переработки 
сельскохозяйственного сырья, получение новых видов продуктов повышенной биологической ценности с использованием высокоактивных штаммов микроорганизмов – продуцентов ферментов, незаменимых аминокислот, бактериоцинов, витаминов и других биологически 
активных веществ (БАВ). Для обеспечения эффективного развития 
этого направления необходимо создать современные производства 
конкурентоспособных кормовых добавок на основе биотехнологической переработки вторичных сырьевых ресурсов (ВСР), что входит 
в число приоритетных задач, поставленных в настоящее время перед 
промышленностью и наукой. 

Коррекция рациона животных с помощью кормовых добавок, 
содержащих пробиотические культуры, является одним из методов 
обеспечения адекватности питания и позволяет не только обогащать 
корма ценными компонентами, но и расширить возможности профилактики и лечения массовых и специфических заболеваний. Существующая острая потребность в комплексных полифункциональных 
кормовых добавках с защитно-профилактическими свойствами и повышенным содержанием белка определяет актуальность новых разработок в области биотехнологии органических кислот и бактериоцинов с учетом мировых тенденций развития этих производств. 

Значимое место в банке культур микроорганизмов – продуцентов БАВ занимают высокоактивные штаммы молочнокислых (МКБ) 
и пропионовокислых бактерий (ПКБ). При этом ключевую роль играют процессы биосинтеза целевых продуктов с применением методов направленного культивирования. Анализ научных данных показал, что дальнейшее глубокое изучение процессов управления биосинтезом, а также селекция высокоактивных штаммов представляют 

большой практический интерес и дают возможность получения полноценных кормовых добавок с требуемым комплексом функциональных свойств. При этом особое внимание уделяется составу питательных сред, подбору доступного и недорогого сырья, такого как вторичные сырьевые ресурсы перерабатывающих отраслей аграрно-промышленного комплекса (АПК). 

Значительный вклад в изучение методов направленного культивирования бактерий с получением биотехнологических продуктов 
с выраженными защитно-профилактическими свойствами, а также 
в создание новых технологий биологически активных препаратов 
внесли работы Албулова А.И., Антиповой Л.В., Бондаренко В.М., Воробьевой Г.И., Галкиной Г.В., Егорова И.А., Кочетковой А.А., Малик 
Н.И., Панина А.Н., Рогова И.А., Рубан Е.А., Римаревой Л.В., Самуйленко А.Я., Спиричева В.Б., Титова Е.И., Тутельяна В.А., Фисинина В.И., Шендерова Б.А. и др. 

Обоснование и разработка путей рационального использования 
вторичного и малоценного сырья, такого как послеспиртовая барда, 
зерновые крахмалсодержащие отходы, обеспечивающие рост производственного потенциала спиртовой отрасли, расширение ассортимента и повышение выхода биотехнологической продукции, представляют особый научно-практический интерес. Наиболее перспективны прикладные аспекты, связанные с получением кормовых добавок, направленных на восполнение потребностей в пищевых веществах, главным образом в белках. 

Таким образом, разработка научно-практических основ биотехнологии кормовых добавок на основе направленного культивирования МКБ, ПКБ и их консорциумов позволит, с одной стороны, оптимизировать технологически трудоемкий процесс биоконверсии вторичного сырья, а с другой – удовлетворить возрастающую потреб

ность российского рынка в биологически активных добавках, обеспечить эффективное импортозамещение, снизить техногенное воздействие перерабатывающих отраслей АПК. 

Исследования и фундаментальные достижения последних десятилетий в биотехнологии и микробиологии дали возможность сформировать экспериментально-теоретическую базу и разработать аутентичную систему, позволяющую создавать высококачественные кормовые добавки. 

Фундаментальные основы промышленной биотехнологии микроорганизмов, направленные на получение пробиотических препаратов нового поколения, заложены в трудах ряда российских и зарубежных ученых. Однако недостаточное внимание уделено вопросам глубокой переработки сельскохозяйственного сырья и конверсии ВСР. 
Вместе с тем разрабатывается отдельная стратегия производства обогащенных белковых кормовых добавок на основе биоконверсии зернового сырья и (или) послеспиртовой барды с помощью специально 
селекционированных рас дрожжей, которая обладает несомненными 
элементами инновации, но не предусматривает наличия в готовом 
продукте пробиотических свойств. Остаются нерешенными проблемы, связанные с практическим применением комплекса молекулярно-биологических методов при отборе культур для создания консорциумов, позволяющих гарантировать производство качественных 
и безопасных кормовых пробиотических препаратов. В сложившейся 
ситуации необходимо качественное изменение характера кормовой 
базы за счет создания и применения высокоэффективных кормовых 
добавок, обладающих не только питательной ценностью и повышенным содержанием белка, но и защитным действием на организм животного или птицы. 

Недостаточно изученным остается широкий круг проблем, связанных с сохранением технологическими способами в кормовых до

бавках живых пробиотических микроорганизмов. Практического решения требуют вопросы несовершенства существующих подходов 
к процессу организации, стандартизации и контроля производства, 
что позволит значительно повысить качество кормовых добавок. 
Необходимо также учитывать постоянно растущий спрос на кормовые добавки, отсутствие инновационных конкурентоспособных препаратов отечественного производства, значительную зависимость 
от импорта. 

Решение описанного комплекса научных и практических задач 
позволит перевести производство кормовых добавок данного сегмента на современный инновационный уровень и обеспечить максимальное соответствие готовой продукции запросам рынка и ожиданиям потребителя.