Лизин для птицы для чего
Сравнительная оценка природных и синтетических препаратов лизина в кормлении птицы
Вы здесь
Подобед Л.И., доктор с.-х. наук, ведучий научный сотрудник института животноводства УААН.
Современная система органического сельского хозяйства предусматривает последовательную трофическую цепь почва- растение- организм продуктивного животного, в процессе выполнения которой не используются продукты химического синтеза. Стремление современных производителей животноводческой товарной продукции к максимальному продуктивному эффекту входит в серьезные противоречия с этим принципом. Особенно это касается незаменимых белковых (аминокислотных) добавок, в значительной степени определяющих количество накопленного белка в теле и его качество с точки зрения качества животных продуктов питания.
Химическая составляющая кормовых добавок в интенсивном птицеводстве существенно опережает все другие виды производства животных продуктов питания, а высокая продуктивность птицы и максимальная скорость роста практически недостижимы без добавок аминокислот. К сожалению, химический синтез необходимых аминокислот оказался дешевле природных способов их получения, в результате рынок кормовых добавок по этой позиции оказался максимально наполненным.
Особое положение в системе производства препаратов незаменимых аминокислот для птицы занимает критическая аминокислота лизин. Её производство составляет более 45% всего производства аминокислот в мире, что в ценовом сегменте занимает не менее 35%.
Только на рынке Украины проявились более 20 источников синтетического лизина. Практически все эти кормовые продукты представляют собой кристаллические препараты химически синтезированного лизина в виде хлористой его соли.
Исследования, выполненные нами на 6 вариантах синтетического лизина, поступивших на рынок Украины, позволили установить, что 5 из них плохо поддаются кислотному гидролизу (Таблица 1).
Некоторые химические свойства синтетических препаратов лизина, присутствующих на рынке Украины
Остаток нерастворимый в концентрированной соляной кислоте
подвергшийся химическому гидролизу
доступный для организма птицы.
В результате птица может извлечь и использовать для органического синтеза не более половины физической массы дорогостоящей добавки. В дополнение к этому большинство из исследуемых препаратов содержат химически нерастворимый остаток неустановленной структуры. Несомненно, что в состав этой неизвлекаемой химически части входят различные реагенты, противостоящие адгезии, поверхностно активные вещества и консерванты. Контрольные ораны, регистрирующие эти добавки не обладают приборами и методиками для определения этих веществ и, следовательно, не могут воспрепятствовать распространению лизина сомнительного качества на рынок страны.
Получается, что с одной стороны покупатель этой продукции платит практически двойную цену за единицу доступного лизина, а с другой стороны практически все синтетические препараты лизина экологически не безопасны в отношении качества всей гаммы пищевой продукции птицеводства. Во всяком случае, говорить о принципах органического сельского хозяйства на фоне применения таких продуктов весьма проблематично.
Надёжный выход из данной ситуации можно найти при условии применения вместо синтетических кристаллогидратов лизина отечественной лизино-протеиновой добавки липрот.
История производства липрота берёт начало с 70-х годов предыдущего столетия, когда в бывшем СССР был разработан, широко производился и использовался лизино-протеиновый комплекс, получаемый методом специального микробиологического синтеза на Трипольском биохимзаводе.
К настоящему времени выполнена кардинальная модернизация технологического процесса, в результате которой налажено производство экологически чистой, однородной, тонкодисперсной добавки липрот СГ-9 с концентрацией лизина 13% и легкоусвояемого протеина 35%. Сырьём для производства добавки служат исключительно природные продукты – кукурузный белок, меласса и подготовленные пшеничные отруби. В результате специального управляемого микробного синтеза образуется комплексная кормовая добавка, химический состав которой приведён в таблице 2.
Химический состав кормовой добавки липрот СГ-9
Лизин – аминокислота для производства корма
Лизин – одна из важных незаменимых аминокислот. Это основная структурная единица, из которой строятся молекулы белковых веществ. Они имеют важное биологическое значение, так как являются частью клеток. Причем лизин не образуется в организме животных и птицы. Поэтому он обязательно должен поступать с пищей, то есть присутствовать в сбалансированном рационе.
L-лизин – незаменимая аминокислота. Внешне представляет собой порошок, крупку или мелкие гранулы белого, кремового, светло-желтого, коричневого цвета. Может быть без запаха или иметь слабый специфический запах.
Лизин моногидрохлорид можно купить для изготовления комбикормов и пищевых добавок, используемых в птицеводстве и животноводстве. Такие добавки пользуются большим спросом, так как увеличивают питательную ценность кормов, снижают затраты на откорм скота и птицы, повышают продуктивность птицеводства и животноводства.
Эффект применения лизина в качестве кормовой добавки:
Главный критерий оценки белков в рационе – их питательная ценность. Она определяется составом аминокислот и степенью их усвояемости организмом животных и птицы. Лизин совместим со всеми кормами и их компонентами, а также лекарственными добавками.
Лизин для птицы и животных является не просто кормовой добавкой, а жизненно важным компонентом полноценного питания.
Кроме того, лизин улучшает качество мяса птицы и животных, так как повышает биологическую ценность готового продукта (по шкале ФАО/ВОЗ 1 грамм «идеального» белка содержит 55 мг лизина).
Синонимы / международное название
L-lysine feed grade, L-Lysine hydrochloride, (S)-2,6-Diaminohexanoic acid monohydrochloride, 2,6-диаминогексановая кислота гидрохлорид, Лиз, Lys,K, AAA,AAG, L-лизин
Индонезия; Корея; Франция; Бразилия; США; Китай;
Применение лизина в бройлерном птицеводстве
В работе представлены материалы по получению лизина различными технологическими способами и применение его в бройлерном птицеводстве. Приведена возможность замены синтетического лизина на симбиотический препарат Пролизэр, при использовании которого ощутимо повышается энергия роста птицы и снижаются затраты корма на 1 кг прироста, увеличивается живая масса по сравнению с применением синтетического лизина.
Лизин (а, е диаминокапроновая кислота) является незаменимой аминокислотой, которую организм животного не способен синтезировать и получает её вместе с пищей. В природе его синтезируют только растения и микроорганизмы. Поскольку содержание лизина в субстратах растительного происхождения невелико (менее 6% от количества протеина), то растительные корма наиболее дефицитны по содержанию в них этой аминокислоты. Для устранения её недостатка в рационах животных целесообразно применять лизинсодержащие препараты. Кроме микробиологического способа производства лизина известны также гидролизный и химический. При гидролизном в качестве сырья используют природные белки, ресурсы которых ограничены. Химическим способом обычно получают рацемическую смесь DL-лизина, однако в организме животных используется только L-лизин, в то время как D-лизин является балластом. Разделение же рацемической смеси DL-лизина довольно сложная проблема.
Для крупнотоннажного объёма лизин экономически целесообразно производить биосинтетическим способом с использованием активных штаммов микроорганизмов. Установлено, что микроорганизмы способны избыточно синтезировать лизин из различных источников углерода как пищевого, так и непищевого происхождения. Различные микроорганизмы обладают разной способностью к биосинтезу лизина, существует также несколько путей их метаболизма. Если у бактерий биосинтез начинается с образования аспартата, то у грибов и дрожжей — с a-кетоглутарата. При этом у бактерий предшественником лизина является а, £-диаминопимелат (ДАП), а у дрожжей и грибов — a-аминоадипинат. Отмечено, что ряд гомосеринауксотрофных мутантов из рода Micrococcus и Вrevibacterium содержит активную декарбоксилазу ДАП. У них утрачена способность к синтезу фермента гомосериндегидрогеназы и, следовательно, к образованию аминокислот, синтез которых идёт через гомосерин.
Технология получения L-лизина путём глубинного культивирования ауксотрофного мутанта Brevibacterium sp. 22 была разработана в 1964 г. Институтом биохимии им. А. И. Баха АН СССР совместно с Институтом микробиологии им. А. Кирхенштейна АН Латвийской ССР. Данный способ в настоящее время применяется на некоторых отечественных предприятиях и за рубежом для производства кормового концентрата лизина (ККЛ).
Мутант Brevibacterium sp. 22 дефи¬цитен по гомосерину (или метионину и треонину), биотину и тиамину (или пиримидиновой части молекулы тиамина). Культура является аэробной, грамположительной, спор не образует. Оптимальная величина для роста культуры 7,0-8,0 ед. рН, температурный оптимум — 28-30° С.
Технология получения кормового концентрата лизина состоит из следующих основных этапов: приготовление питательных субстратов и их стерилизация; выращивание посевного материала; ведение основного процесса ферментации; обезвоживание кулыуральной среды.
Питательные субстраты обычно приготавливают из мелассы, кукурузного экстракта с использованием источников азота и минеральных веществ. В качестве источника углерода применяют не только мелассу, но и сахар- сырец, гидролизаты крахмала, торфа и целлолигнина, уксусную кислоту и др. Источниками органического азота и дефицитных факторов роста могут быть кукурузный экстракт, гидролизаты и автолизаты дрожжей, сок картофеля, экстракты отрубей, альбуминное молоко и др.
Питательные субстраты предварительно стерилизуют, и весь процесс культивирования продуцента ведут при строгом соблюдении условий стерильности, чтобы исключить попадание посторонней микрофлоры.
Выращивание посевного материала можно проводить методами периодического или непрерывного культивирования в глубинных условиях.
Основной процесс ферментации осуществляется в обычных ферментёрах ёмкостью 50-100 кубометров. Посевной материал выращивают периодическим способом в течение 24 часов. Продолжительность процесса ферментации составляет 60-96 ч в зависимости от концентрации субстрата.
По окончании процесса культивирования производится последовательное тепловое обезвоживание всех продуктов ферментации в вакуумных выпарных установках и распылительной сушилке.
Кормовой концентрат лизина, содержащий 15-30% L-лизина, является наиболее дешёвым источником обогащения растительных кормов и эффективнее повышает ростовые и продуктивные показатели животных, чем кристаллический L-лизин, что объясняется наличием в нём других активных веществ — бактериальной биомассы и остатков культуральной среды со всеми внеклеточными метаболитами.
Таким образом, благодаря своему химическому составу и биологической эффективности ККЛ — наиболее ценный источник лизина. Использование его, например, при добавлении 0,1-0,3% лизина к рациону цыплят, содержащему 13-15% протеина, позволяет достигать прироста массы цыплят на 25-45%, что даёт экономию корма на 1 5-20 процентов.
Современные методы органического синтеза способствуют получению рацемических смесей □- и L-аминокислот в требуемых количествах. Однако, учитывая бесполезность, а в некоторых случаях и токсичность D-изомеров, аминокислоты пищевого, фармацевтического и кормового назначения содержат в основном физиологически активные L-формы.
Лишь относительно недавно в мире освоено производство чистого кристаллического L-лизина с концентрацией 98,5% и выше, что резко повысило его эффективность для животных, а также после соответствующей очистки — для пищевой и фармацевтической промышленности.
В настоящее время производство L-лизина (формы, пригодной для потребления) в мире составляет примерно 600 тыс. т в год и представляет собой рынок с ежегодным оборотом до 1,4 млрд. долларов. Среди ведущих компаний бесспорное первенство принадлежит японской Ajinomoto Со. и американской Archer Daniels&Midlands (ADM), выпускающим по 40% мирового объёма каждая. Другими заметными игроками на рынке являются Degussa- Huels (Германия), BASF (Германия), Kyowa Hokko (Япония) и Cheil Jedang Corporation (Южная Корея).
Географическое расположение мощностей по выпуску лизина чаще всего привязано к регионам его потребления. Так, на Северную Америку и Азию приходится до 3/4 оборота этого продукта.
Более 95% лизина используется для добавления к кормам в свиноводстве и птицеводстве. Для свиней лизин является аминокислотой №1, а для птицы по важности №2 после метионина. До 10 тыс. т более высокой концентрации (99,5% и выше) его используют ежегодно в производстве биоактивных добавок для человека и в медицинских целях.
О привлекательности L-лизина свидетельствуют темпы прироста производственных мощностей на уровне 7-10% в год. В ближайшем будущем (до 2015 г.) основные мировые производители намереваются в 1,5 раза увеличить свои объёмы. В частности, ADM и Ajinomoto уже ведут строительство дополнительных производственных блоков на своих заводах, что позволит каждому из них увеличить выпуск продукции с 200 ДО 300 тыс. т в год.
Впервые российский кристаллический лизин был получен в 1964 г. на опытно-производственной установке Института атомной энергии им. Курчатова с целью апробации продукта в качестве обогатителя кукурузных кормов. В конце 80-х годов прошлого века в Советском Союзе работали 5 предприятий — производителей лизина, в совокупности обеспечивавших потребительский рынок объёмом в 32 тыс. т в год.
С распадом СССР на территории современной России осталось только одно профильное производство — Щебекинский завод. Основной его продукцией является жидкая фракция с содержанием чистого лизина 8-14%, в отличие от кристаллического 98,5%-ного монохлорида L-лизина, производящегося во всём мире.
Сегодня в нашей стране нет ни одного завода, который мог бы производить лизин кристаллической формы, по качеству полностью удовлетворяющий потребителей. Главные импортёры лизина в РФ — Япония, Германия и США. Ежегодно из-за рубежа ввозят 7,5 тыс. т. чистого лизина от таких мировых лидеров отрасли, как Ajinomoto, ADM, CJ, BASF и Degussa. Щебекинекий завод производит около 1,7 тыс. т продукта в год.
Получение аминокислот можно производить посредством гидролиза естественных продуктов, содержащих белки (например, отходов птицеперерабатывающих производств), а также путём химического, энзиматического и микробиологического синтеза. Наиболее распространённым в настоящее время является микробиологический синтез аминокислот. Питательная среда для него обычно содержит источники углеводов, органического и неорганического азота, а также фосфаты калия.
Современный микробиологический синтез аминокислот основан на питательных средах, содержащих мелассу (отход сахарного производства), кукурузный экстракт и минеральные соли. Кроме мелассы прибегают к таким источникам углерода, как гидролизаты древесины и целлолигнина.
Учитывая, что в 2050 г. население планеты превысит 9 млрд., а это значит, что продуктов питания необходимо на 70% больше, чем сейчас, можно с уверенностью сказать, что производство лизина синтетического и микробиологического происхождения будет отставать. Для решения этой проблемы надо дополнительно искать альтернативные методы.
Разработка симбиотических препаратов, способных синтезировать лизин и тем самым хотя бы частично снять остроту его дефицита, представляет большой интерес и является альтернативным методом получения этого важного продукта.
У большинства видов сельскохозяйственных животных симбиотические отношения, возникшие в ходе эволюции, играют важнейшую роль. Особенно чётко проявляется роль микрофлоры желудочно-кишечного тракта в питании животных (синтез аминокислот, витаминов, ферментов и других физиологически активных соединений), а также в защите организма-хозяина от патогенных микроорганизмов.
Одним из важнейших многочисленных обитателей кишечника является кишечная палочка — Escherichia coli, детально изученный в генетическом отношении объект, наиболее часто используемый в экспериментах по генетической инженерии. Исследования, выполненные на пациентах-добровольцах и лабораторных животных, не подтвердили пессимистические прогнозы о биологической опасности генно-инженерных экспериментов. Не исключена возможность сознательного приживления в желудочно-кишечном тракте животных на определённый промежуток времени сконструированных штаммов E.coli — продуцентов биологически активных соединений.
Проблема дефицита незаменимых аминокислот в птицеводстве очень острая. Природно-климатические условия нашей страны и промышленные технологии содержания птицы, отличающиеся высокой скоростью роста, не позволяют обеспечить отрасль не только качественными белковыми и энергетическими кормами, но и лимитирующими аминокислотами, витаминами, микроэлементами, антиоксидантами, ферментными препаратами и другими биологически активными и минеральными веществами. А это приводит к резкому снижению генетического потенциала птицы.
В последние годы (2004-2011) на экспериментальной базе Всероссийского научно-исследовательского и технологического института биологической промышленности (ВНИТИБП) РАСХН проведён комплекс исследований по разработке технологии производства новых симбиотических препа¬ратов — продуцентов лизина с ис¬пользованием в качестве основы штаммов E.coLi.
Симбиотики — продукты биотехнологического производства, содержащие живые микроорганизмы, продуцирующие в желудочно-кишечном тракте животных аминокислоты (в том числе незаменимые), ферменты, витамины и таким образом способствующие повышению продуктивности.
Использование симбиотических биопрепаратов — продуцентов лизина, позволяющих снизить дефицит лимитирующих аминокислот, приводит к повышению продуктивности животных и птицы, а следовательно, к эффективности отрасли.
Культивирование Е. coli штамма VL 613 проводят глубинным методом. Для этого в стерильный ферментёр, который снабжён системой автоматического контроля и регулирования основных технологических параметров (температура, обороты мешалки, рН, р02, еН), загружают жидкую питательную среду — бульон Хоттингера, приготовленный на основе перевара. Готовая стерильная питательная среда должна содержать 160-180 мг% амин- ного азота и иметь 7,4-7,6 ед. рН. В ферментёр с питательной средой инокулируют 18-24-часовую матриксную культуру эшерихий (Е. coli шт. VL-613), выращенную в жидкой питательной среде, по составу аналогичной со средой культивирования, в соотношении 5-10% от объёма питательной среды, затем культивируют при 37±1 ° С в течение 4-6 ч по разработанной ВНИТИБП технологии. Общая концентрация эшерихий по окончании процесса составляет 16-30 млрд. м.к./см3.
Полученную бактериальную культуру концентрируют, осадок смешивают с защитной средой высушивания. После этого бактериальную суспензию расфасовывают с соблюдением условий асептики в стерильные флаконы и проводят её лиофилизацию.
Полная замена кристаллического лизина в рационах для бройлеров симбиотическим препаратом позволила обеспечить среднесуточный прирост живой массы цыплят опытных групп: для кросса «Кобб-500» — 56,1 г против 54,1; для кросса «Кобб Авиан-48» — 58,4 г против 56,9; для кросса «Смена-7» — 54,5 г против 52,5 в контроле.
Результаты проведённых испытаний на большом поголовье в ППЗ СГЦ «Смена» показали, что использование симбиотического препарата Пролиззр на основе Е. coli штамма VL 613 позволяет полностью заменить синтетический лизин в рационах кормов для бройлеров.
Животноводство → Дефицит лизина и других кормовых добавок в 2021 году: есть ли решение проблемы
Производители свинины и птицы обеспокоены проблемами с поставками добавок в корма сельскохозяйственным животным. Agrobook.ru разбирался, какие есть решения.
Дефицит кормовых добавок в ноябре-декабре 2021 года: хронология событий
Первые разговоры о нехватке лизина и витаминов начались в ноябре 2021 года. Одновременно о проблеме высказались представители крупнейших агрохолдингов и зарубежные эксперты.
В ноябре 2021 года представитель группы «Продо» в комментарии «Ведомостям» заявлял не только о дефиците лизина, но и проблемах с поставками холин хлорида, глютена, треонина. Для «Черкизово», привыкшем закупаться у иностранных производителей, снижение поставок было критично, так как покупка компонентов у отечественных заводов обходится дороже импортного сырья.
При этом не все эксперты имели схожие мнения: в «Русагро» заявляли, что проблемы есть только у предприятий на Дальнем Востоке.
24 ноября об ограничении предложения лизина в мире с ссылкой на профессора из США Джейсона Вудворта написало издание Feedlot. По его словам, проблема «продлится до второго квартала 2022 года». На ситуацию повлиял китайский фактор и прекращение производства сухого лизина некоторыми мировыми предприятиями.
В Национальной мясной ассоциации (НМА) сохраняли спокойствие. В статье от 24 ноября «Ведомости» приводят слова Сергея Юшина о том, что удорожание составляющих комбикормов и их дефицит могут и не привести к повышению цен на мясо. При этом эксперт признавал, что нехватка аминокислот станет причиной дефицита на рынке: откорм животных будет более длительным и увеличится расход комбикормов.
В начале декабря НМА выпустила письмо, в котором уже звучали не просто нотки беспокойства, а клич о помощи. На текст обратил внимание «Коммерсантъ». В письме было сказано, что ситуация с нехваткой лизина грозит временной остановкой комбикормовых заводов, уменьшением качества их продукции.
При этом участники рынка, похоже, приспособились к ситуации. В середине декабря в «Черкизово» заявили, что «несмотря на тяжелую ситуацию […] комбикормовые предприятия работают, их приостановка не планируется». В предприятии рассчитывают на скорую нормализацию поставок. В ГК «Дамате» прокомментировали, что в компании рассчитывают либо найти новых поставщиков, либо использовать альтернативу лизину.
Причина дефицита кормовых добавок
В России потребление лизина выше, чем могут производить наши заводы («Завод премиксов №1» в Белгородской и «Аминосиб» в Тюменской области). Для сравнения: в 2018 году было выпущено всего 96 тыс тонн лизина в России, а китайская Ningxia Eppen Biotech произвела 416 тыс тонн лизина за этот же год. В настоящее время заводы увеличивают мощности, но дефицит лизина в стране сохраняется. Нехватка этой аминокислоты закрывалась импортной продукцией.
Крупнейшим поставщиком лизина на российские комбикормовые заводы была Индонезия, однако из-за мирового дефицита индонезийцы переключились на более платежеспособные развитые страны, в частности, США.
При этом мировой дефицит аминокислот, по мнению профессора Джейсона Вудворта, создал Китай. Именно игроки из Поднебесной доминировали на мировом рынке как поставщики лизина. Однако там в преддверии Олимпиады сокращают выбросы в атмосферу, заводы работают не в полную силу, есть проблемы с поставками.
На фоне ажиотажного спроса отечественные производители подняли цены на свои добавки, заявляют в агрохолдингах. В «Заводе премиксов №1» и «Аминосибе» ситуацию не комментируют, однако на сайте «Завода премиксов №1» прикреплено письмо на имя исполнительного директора Национального кормового союза Сергея Михнюка, основную мысль которого можно выразить двумя тезисами:
Что такое лизин и чем он ценен как аминокислота в кормовых добавках
Интерес именно к лизину связан с тем, что эта аминокислота используется как альтернатива популярному соевому белку. Только работает лизин иначе. Благодаря ему улучшается усвоение протеина в корме, формируется коллаген и улучшается скелет животного.
Есть два вида лизина:
Лизин-хлорид – более насыщенная добавка, которую надо добавлять в более экономных объемах. Есть прямая выгода – меньше хранение на складе, сокращение транспортных расходов и т.д.
Есть ли решение проблем
Пока видны три варианта решения проблемы.
Есть надежда на Россельхознадзор, который постепенно возобновляет поставки импортных кормов. В ближайшее время руководитель Россельхознадзора Сергей Данкверт проведет онлайн совещание с Национальным кормовым союзом по ситуации с лизином. Представитель ведомства подтвердил, что проблема существует, но решение ищется. В ноябре расширен список предприятий, которым разрешено ввозить свою продукцию в Россию. Напомним, в 2020 году были введены большие ограничения на экспорт в Россию кормов из-за снижения «уровня государственного контроля за продукцией, отправляемой в Россию».
Также есть решение проблемы в перспективе. В СМИ публиковались материалы о нескольких проектов по строительству заводов для производства аминокислот различных типов, в том числе лизина. Например, в Саратовской и Ростовской областях (на Дону предприятие будет запущено, по прогнозам, в 2024 году, с его строительством есть проблемы).
При этом, как писалось в СМИ, предприятия будут производить лизин-сульфат, а не лизин хлорид. А проблемы с поставками последнего – на его импорт приходится около 75% всего ввезенного лизина. Так что будет ли это реальное импортозамещение, покажет время.