X
Получайте новые материалы по кормлению животных каждую неделю на почту

Пивные и кормовые дрожжи в кормлении животных и птицы

Кормовое сырье на микробиальной основе

пивные дрожжи в кормлении животных и птицыВ качестве кормового сырья микробного происхождения подразумеваются далее продукты, которые состоят в преобладающей части из клеточной массы микроорганизмов и используются в рационах сельскохозяйственных животных главным образом из-за высокого содержания в них белка.

В англоязычном пространстве для этого используется понятие «single cell protein» (SCP, т.е. одноклеточный протеин). Производство кормового сырья на микробиальной основе, не смотря на стремительное развитие биотехнологий, так и осталось очень дорогим процессом, так что эти продукты по цене не могут конкурировать с высококачественными растительными и частично также животными кормовыми протеинами.

Протеин одноклеточных (микробный)

Одноклеточный белок (ОКБ) — белок, полученный от таких одноклеточных организмов, как дрожжи, бактерии, грибы и водоросли, выращенных на специально приготовленных средах. Белок такого типа можно производить путем ферментации вторичных продуктов нефти или органических отходов, а также при помощи разведения фотосинтетическцх организмов в водоемах со специальным освещением.

Дрожжи и бактерии уже в течение столетий применяются в хлебопекарной, пивоваренной и винокуренной промышленности, производстве сыра и других ферментированных пищевых продуктов, а также при хранении и консервировании пищевых продуктов. На протяжении многих лет продаются в качестве кормов для животных сухие пивные дрожжи (отходы пивоваренной промышленности) и древесные дрожжи («торула»), получаемые при ферментации древесных отходов и других источников целлюлозы.

В качестве субстратов для развития одноклеточных организмов можно использовать самые разнообразные материалы. В настоящее время проводятся исследования по использованию продуктов, которые раньше в силу экономических соображений мало что значили или вообще не имели никакой ценности. К таким продуктам относятся солома, разнотравье, низкокачественные целлюлозные отходы древесины и древесные отходы, остатки пищи, отходы консервной и пищевой промышленности, остатки от производства спирта, экскременты животных.

* Фрагмент из книги др. Эсмингера Feeds &Nutritions

В этом смысле высказываемые 20 лет назад надежды на решение белковой проблемы благодаря высокотехнической культивации микроорганизмов не осуществились. А при использовании нетрадиционного сырья для производства микробной биомассы добавились еще и проблемы со стороны токсикологии.

Так, например, дрожжи на основе n-алкан-углеводорода содержат необычные жирные кислоты, которые через пищевую цепочку могут доходить до человека. Не смотря на многочисленные токсикологические исследования без негативных заключений, всегда остается остаточный риск, так что разрешение такого кормового сырья в настоящее время не осуществимо.  Также могут возникать проблемы с рабочей гигиеной при обращении с микроскопически малыми частицами различных продуктов, которые могут вести к воспалениям кожи и аллергиям.

Принципы процесса производства

Большинство крупномасштабных размножений микроорганизмов происходит в аэробных условиях во влажной среде при определенных уровнях кислотности и температуры и введении подходящих источников углерода, азота и минеральных солей.

В зависимости от используемых микроорганизмов и условий ферментации, в благоприятных условиях последующее поколение может воспроизводиться в течение менее одного часа, в целом же этот срок составляет максимально 5 часов.

В отличие от аэробных процессов производства кормового белка, в различных процессах алкогольной ферментации в преимущественно анаэробных условиях преобладают ферментативные свойства дрожжей.

Образующаяся во время брожения в незначительном объеме клеточная субстанция оседает в емкостях и используется в качестве богатого белком кормового сырья. Практическое значение в данном случае, прежде всего, имеют пивные дрожжи, которые из-за их состава можно сравнить с так называемыми растущими или белковыми дрожжами.

Производство биомассы происходит в больших емкостях. Масса в ферменторе концентрируется, проходя последовательно различные процессы (например, сепарация, выпаривание, фильтрация) при этом большая часть субстрата удаляется, а остаток снова направляется на ферментацию.

В термолизе (процесс разложения химических соединений под воздействием температуры без применения катализаторов) клетки микробов разрушаются, поскольку стенки клеток в большинстве соединений состоят из полимерных углеводов с жирами и протеинами, которые моногастричными животными тяжело перевариваются ензиматически.

В заключении происходит высушивание (распылением, вальцевой или вихревой сушкой),  возможно гранулирование или напыление масла (растительное масло до 1%), для того, чтобы избежать пыльности высушенных клеток микроорганизмов.

Простейшая технологическая схема производства микробной биомассы показана на рисунке 1 (пунктирные линии показывают специальные шаги в зависимости от способа производства).

Технологическая схема производства микробиологической биомассы

Рисунок 1. Технологическая схема производства микробиологической биомассы.
1 = NH3 — питательные соли; 2 = источник С; 3 = вода; 4 = воздух; 5 = стерилизация; 
6 = СО2, тепло; 7 = ферментация; 8 = сепарация, фильтрация, коагуляция (также флокуляция (от лат. flocculi — клочья, хлопья) — физико-химический процесс слипания мелких частиц дисперсных систем в более крупные под влиянием сил сцепления с образованием коагуляционных структур); 9 = испарение; 10 = сушка; 11 = гранулирование, пеллетированое; 12 = экстракция растворителем; 13 = готовый продукт;
 —- = возможные, зависящие от конкретного сырья шаги производства

Обзор источников углерода для производства микробиальный биомассы показан в таблице 1 (по Райф 1962, Преве и др. 1982).

Таблица 1. Источники углерода для производства микробиальной биомассы

Комплексные органические соединения (преимущественно традиционные продукты биомассы)Основные и промежуточные химические продукты (преимущественно нетрадиционные продукты биомассы)
Сырой сахар

Меласса

Сироп мелассы

Барда мелассы

Сульфитные ликеры

Крахмалосодержащие продукты

Гидролизаты от целлюлозосодержащих продуктов

Диоксид углерода

Метан

Метанол

Этанол

Уксусная кислота

n-алканы

Данные в таблице очень обобщены и могут отображать только многообразие технических способов, а также различие между способами производства, источниками углерода и микроорганизмами.

Если микроорганизмы культивируются на традиционном сырье, которое ранее не применялось в кормлении животных или питании людей, или если они растут на сырье, которое не носит кормовой либо пищевой характер, тогда такие микробные продукты обозначаются нетрадиционным белковым сырьем (смотри таблицу 1) и перед их введении в кормовую практику проводится строгое тестирование, такое же, как лекарственных средств.

Поэтому наряду с исследованиями на кормовую ценность проводятся всевозможные токсикологические проверки для доказательства безопасности этого кормового сырья, которые также включают проверку продуктов животного происхождения. Существуют международные законодательные акты и акты на уровне отдельных стран, регулирующие проверку нетрадиционных белковых продуктов.

Пивные и кормовые дрожжи в кормлении животных и птицы

Дрожжи культивируются на сахаросодержащем сырье и используются в кормлении животных с начала прошлого столетия.

Питательные вещества дрожжей

Сухие дрожжи содержат обычно между 900 и 950 г сухого вещества в килограмме (таблица 2).

Таблица 2. Среднее содержание питательных веществ в кормовых дрожжах (в г/кг сухого вещества)

Кормовое сырьеСодержание СВ, г/кг свежей массыСырая золаСырой протеинСырой жирСырые углеводы
Дрожжи на сыром сахаре и мелассе92510052455321
Дрожжи на мелассовой барде9238253651331
Дрожжи на мелассовом сиропе 1)9008447164381
Дрожжи на сульфитном ликере P9178846945398
Дрожжи на сульфитном ликере W9247442436466
Дрожжи на сульфитном ликере B9087740842473
n-алкановые дрожжи (фермозин)2)9114770638209
n-алкановые дрожжи (паприн)2)9007464085201
Сывороточные дрожжи5015046090300
Пивные дрожжи1007550034391

1. меласса из тростникового сахара с высоким содержанием сахара;
2. торговые названия для бывшей ГДР (фермозин) или СССР (паприн)

Они очень хорошо хранятся. Но, в принципе, на сушке можно сэкономить и скармливать дрожжи в жидком виде. Содержание сухого вещества в сывороточных дрожжах и пивных дрожжах в виде жидких продуктов очень сильно колеблется. При их применении в качестве местных источников белка должны соблюдаться гигиенические правила для того, чтобы в субстрате не размножились патогенные микроорганизмы, например сальмонелла.

Содержание сырого протеина в дрожжах прежде всего зависит от типа сырья, на котором выращивается популяция дрожжей, и технологических условий и лежит обычно между 400 и 700 г в килограмме сухого вещества (таблица 2).

Сырой протеин растительного или животного белкового сырья хорошего качества состоит практически исключительно (> 90%) из аминокислот и содержит только немного небелкового азота. В микробиальный белковых продуктах, наоборот, из-за высокой доли частиц клеток микроорганизмов содержание небелкового азота, особенно в форме нуклеиновых кислот и отдельных нуклеотидов, сравнительно высоко (таблица 3).

Таблица 3. Среднее содержание нуклеиновых кислот, амино-азота х 6,25, лизин и метионина+цистина (в г/100 г сырого протеина)

Нуклеиновые кислотыАмино-азот х 6,25ЛизинМетионин + цистин
Мелассовые дрожжи12737.02.2
Дрожжи на сульфитном ликере13787.32.5
n-алкановые дрожжи10837.72.6
Сывороточные дрожжи8737.13.0
Пивные дрожжи6817.13.0

Также представлены и другие небелковые азотистые соединения (гексоамины, холин, остатки азотосодержащих питательных солей), так что на 100 г сырого протеина в среднем на аминокислоты приходится около 80 г.

Потребляемые орально нуклеиновые кислоты как расщепляются в кишечнике под воздействием энзимов и выводятся вместе с калом, так и в большой доле абсорбируются как пурины и пиримидины. Большая часть пуринов распадается в печени до мочевины (птица) или дальше до аллантоина (млекопитающие кроме приматов) и в такой форме выводятся через почки. Пиримидины распадаются до СО2, NH3, и летучих жирных кислот.

Нуклеиновые кислоты должны рассматриваться как для кормовых дрожжей, так и для других микробиальных белковых кормов типичным неизбежным питательным веществом без белковой ценности. Приведенное в таблице 3 содержание нуклеиновых кислот при введении дрожжей в рационы на уровне 10-15% для свиней или птицы не показало физиологической нагрузки с нежелательными последствиями на продуктивность.

Состав аминокислот в различных дрожжевых протеинах в целом стабилен, поскольку он в значительной степени определяется генетически и на практике условия культивирования в ферменторе могут повлиять на него лишь незначительно (см. таблицу 3).

Для дрожжей типично высокое содержание лизина. Количество лизина в дрожжах можно сравнить с содержанием лизина в соевом протеине и соответствует у некоторых разновидностей дрожжей показателям высококачественного белка животного происхождения.

Содержание метионина и цистина в дрожжах нельзя сравнивать с протеином сои. Другие аминокислоты также не играют большого значения для рационов, используемых на практике, с долей дрожжей <10%.

На содержание в дрожжах сырого жира (см. таблицу 2) и его состав можно влиять посредством изменения условий ферментации и обработки (например, экстракции). Жир, содержащийся в дрожжах, богат фосфатидами. 60-70% жирных кислот являются ненасыщенными. Жиры дрожжей могут быть богаты линолевой кислотой (18:2) (10-40% от общего количества жирных кислот).

У n-алкановых дрожжей, в зависимости от субстрата, встречаются нечетные жирные кислоты, доля которых может составлять 30-40% общего количества жирных кислот (Кеммерер 1974), а также углеводороды, прежде всего n-алканы. Как нечетные жирные кислоты, так и углеводороды усваиваются животными без побочных влияний на их здоровье и продуктивность. Наряду с  метаболизмом этих соединений происходит и определенное накопление их в жировых тканях животных. Таким образом они могут переходить и к человеку.

Хотя на основании имеющихся на данный момент знаний не сообщается о непосредственном ухудшении здоровья и продуктивности человека, необходимо стремиться к максимальному исключению этих веществ. Это может происходить, например, посредством экстракции n-алкановых дрожжей, благодаря чему содержание жиров и углеводов в дрожжах может быть значительно снижено (Покровский 1972).

Фракции питательных веществ углеводов у дрожжей имеют очень гетерогенный состав. В стенках клеток содержатся такие полимерные углеводы как маннан, глюкан и хитин, которые частично химически связаны с липидами и протеинами (Гриммеке и Ройтер 1981). Структура этих соединений позволяет ожидать, что они лишь частично могут расщепляться пищеварительными энзимами.

Содержание легкорастворимых и легко гидролизующихся углеводов (сахара и крахмала) для различных дрожжей составляет между 50-100 г/кг СВ и происходит из содержимого клеток, а именно гликогена и пентозы нуклеиновых кислот, у углеводных дрожжей также из остатков субстрата. Эти фракции хорошо перевариваются.

Дрожжи уже давно известны как хороший источник витаминов группы В (кроме витамина В12) (таблица 4).

Таблица 4. Среднее содержание некоторых витаминов в дрожжах (в мг/кг СВ)

В1В2В6Никотиновая кислотаЕ
Мелассовые дрожжи89014361170
Дрожжи на сульфитном ликере35414458140
n-алкановые дрожжи2804030070
Сывороточные дрожжи1549н.о.н.о.н.о.
Пивные дрожжи115271520020

н.о. — не определено

Кроме того, благодаря ультрафиолетовому излучению эргостерол (около 0,5% в дрожжах) может преобразовываться в витамин Д2. Также заслуживает внимания содержание в дрожжах витамина Е (таблица 4).

Минеральные вещества в микробных биомассах происходят прежде всего из используемых источников углерода (например, меласса, сульфитный ликер, сыворотка), а также из добавок питательных солей и в незначительной степени из износа металлического оборудования. По этим причинам содержание сырой золы в различных партиях и разновидностях дрожжей очень сильно колеблются (см. таблицу 2). Показатель сырой золы должен по возможности не превышать 100 г/кг СВ.

В целом дрожжи бедны кальцием и богаты фосфором (таблица 5).

Таблица 5. Средние значения содержания некоторых минеральных веществ в дрожжах 

Макроэлементы (в г/кг СВ)Микроэлементы (в мг/кг СВ)
CaPKMgCuMnZnFe
Мелассовые дрожжи3.615.2441.73755110423
Дрожжи на сульфитном ликере13.514.0403.010173113352
n-алкановые дрожжи1.412.910240135377297
Сывороточные дрожжи14.611.9н.о.н.о.н.о.н.о.н.о.н.о.
Пивные дрожжи3.716.9н.о.3.33587109542

н.о. — не определено

Если при варке целлюлозы в качестве реагента используется бисульфит кальция, а также известь для регуляции показателя рН сульфитного ликера перед ферментацией, тогда в дрожжах может содержаться достаточно высокое содержание кальция.

У сывороточных дрожжей кальций происходит из расщепления казеиново-кальциевых комплексов при извлечении кислоты.

Фосфор дрожжей (таблица 5) хорошо доступен для животных. Также содержание других макро- и микроэлементов, не смотря на то, что оно и колеблется в дрожжах различного происхождения, превосходит их содержание в большинстве растительного сырья, а частично также и сырья животного происхождения.

Содержание токсических элементов (например, As, Cd, Hg, Pb) обычно значительно ниже дозволенного граничного уровня.

Качество протеина, переваримость и энергетическая кормовая ценность дрожжей

Благодаря методам азотного баланса белки растительного (включая микробиальное) и животного происхождения могут быть быстро и просто проверены на качество протеина.

Биологическая ценность белка дрожжей в опытах на белых крысах без добавления метионина в среднем составляет около 60% (куриный белок = 100%). Если же протеин дрожжей дополняется 3%-ми DL-метионина, тогда биологическая ценность повышается до 90%, а это означает, что она практически достигает качества высокоценных животных протеинов.

Из этого следует, что для практических рационов дрожжи должны комбинироваться с кормовым сырьем, которое содержит более высокие показатели метионина или также цистина (например, зерновые, белковое сырье животного происхождения, экстракционные шрота из рапса и подсолнечника), и тем самым дополняет протеин из дрожжей.

Переваримость сырых питательных веществ и рассчитанная из неё концентрация энергии сильно отличается как между дрожжевыми продуктами различного происхождения, так и в зависимости от субстрата, вида микроорганизмов и способов производства (таблица 6).

Таблица 6. Средняя переваримость сырых веществ и концентрация энергии

СвиньиПтица
Сырой протеин, %Сырой жир 1), %Сырые углеводы, %Энергетическая концентрация, кг СВ2)Сырой протеин, %Сырой жир 1), %Сырые углеводы, %Энергетическая концентрация, кг СВ2)
Дрожжи на сыром сахаре и мелассе887286668838140540
Дрожжи на мелассовой барде855289648776844517
Дрожжи на мелассовом сиропе 1)866492694848027503
Дрожжи на сульфитном ликере P856457554768533470
Дрожжи на сульфитном ликере W826059540799332460
Дрожжи на сульфитном ликере B836746501789829454
n-алкановые дрожжи (фермозин)2)937480690857255611
n-алкановые дрожжи (паприн)2)927976724889030646
Сывороточные дрожжи898874681869432573
Пивные дрожжне варенные902985635н.о.н.о.н.о.н.о.
Пивные дрожжи варенные924689670н.о.н.о.н.о.н.о.

н.о.- не определено
1. обработка HCl
2. расчет Ростоцкой системе оценки кормов

В целом n-алкановые дрожжи имеют лучшие коэффициенты переваримости для обоих видов животных. Показатели, особенно для сырого протеина, очень сравнимы с соевым шротом.

Дрожжи на сульфитном ликере в большинстве случаев имеют более плохую переваримость. Это связано с остатками сульфитного ликера, которые остаются на дрожжах во время сушки. Главная причина сниженной переваримости дрожжей на сульфитном ликере связана с растворимыми соединениями лигнина, которые занимают в составе органического вещества сульфитного ликера около 50%.

Дрожжи на мелассе, а также сывороточные и пивные дрожжи немного не достигают показателей переваримости n-алкановых дрожжей.

Благодаря варке, как было установлено еще в 1940 году Нерингом И Шраммом, переваримость пивных дрожжей может быть немного повышена (таблица 6). В тоже время это улучшает срок хранения. Но по причине затрат на энергию варка обычно не применяется. Предположение, что скармливание непроваренных пивных дрожжей ведет к нарушениям пищеварения, опровергнуто новыми исследованиям, которые показали позитивный диетический эффект при скармливании свежих, непроваренных пивных дрожжей свиньям. Также в опытах было установлено, что свежие пивные дрожжи в количестве от 4 до 6 литров на голову в день для свиней на откорме переносились без проблем.

Определенное расчетным путем (Ростоцкая система оценки питательности) энергетическая концентрация в дрожжах сравнима с другими богатыми протеинами концентратами, так что эти продукты в первую очередь ценны в качестве белкового кормового сырья. Только дрожжи на сульфитном ликере имеют более низкую концентрацию энергии, которая ближе к богатым клетчаткой концентратам, как, например, пшеничные отруби.

Рекомендации по применению дрожжей в кормлении животных и птицы

По причине своего высокого содержания лизина дрожжи применяют в качестве белкового сырья в кормлении свиней, птицы и телят, при этом с целью снизить долю соевого шрота и рыбной муки в рационах без потерь по лизину.

При составлении рационов кроме энергии нужно балансировать также лизин и метионин плюс цистин. В рационах для птицы, особенно для бройлеров, низкое содержание метионина плюс цистина в дрожжах ограничивает их введение до 50-70 г/кг. При добавлении синтетического метионина принципиально возможна и более высокая доля ввода (100-150 г/кг). При этом, особенно в кормлении птицы, нужно более тщательно учитывать свойства кормовых дрожжей.

Высушенные методом распыления продукты в таких рационах ведут к налипаниям корма на клюве, снижению потребления корма, потерям корма, запыленности и снижению продуктивности.

Применение других способов сушки, такие как вихревая, вальцевая сушка, или последующая обработка как гранулирование или напыление растительного масла, может значительно уменьшить пыльность продукта.

Еще одна возможность — гранулирование рационов с долей >7% биомассы, высушенной методом распыления.

Жидкие дрожжи, такие как пивные или сывороточные, принципиально могут использоваться как единственное белковое сырье в рационах для свиней на откорме, если содержание сухого вещества в них не слишком низкое. Такие продукты из-за их очень быстрого прихода в негодность в зависимости от температуры хранения в большинстве своем могут храниться максимум 2-3 дня, в летней жаре еще меньше.

Для пивных дрожжей возможна деактивация живых дрожжевых клеток и консервация до нескольких недель благодаря добавлению 1% пропионовой кислоты. Добавление 1% кормовой соли делает возможным хранение до одной недели.

Сухие кормовые дрожжи имеют особенно выраженное диетическое действие на поросятах, поскольку они, по сравнению с рыбной мукой и соевым шротом, нейтрализуют меньше желудочного сока. Благодаря этому замедляется размножение колибактерий в пищеварительном тракте и снижается количество диарей.

Составляющие стенок клеток дрожжей, а также нуклеиновые кислоты могут способствовать активации физиологически позитивно действующей флоре молочнокислых бактерий. Это особенно ярко проявляется при скармливании свежих, непроваренных пивных дрожжей, когда живые дрожжевые клетки под воздействием желудочного сока и пищеварительных ферментов больше не размножаются, и попадают в толстый кишечник.


11 раздел книги «Учение о кормах» Х.Йерох, Г. Флаховский и Ф.Вайсбах. Издательство Густова Фишера, Штутгарт. Составление и перевод Елены Бабенко специально для soft-agro.com


Скачать статью в формате .pdf

С нетерпением жду отзывы и комментарии. Большое Вам спасибо!

Нашли этот материал полезным? Поделитесь с коллегами в соцсетях или отправьте ссылку прямо на почту!

Получите бесплатный доступ к интернет-курсу "Нормы и рационы кормления сельскохозяйственных животных"

8 комментария "Пивные и кормовые дрожжи в кормлении животных и птицы"

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

  1. Добрый день,
    Благодарю за информацию.
    Интересно было бы ознакомиться с результатами исследований по применению в качестве корма пивной дробины и послеспиртовой барды.
    Спасибо.

  2. Бальзам на раны. Этим я занимался в 80-е годы. Большинство проблем были связаны с пылевидностью дрожжей, вызывавших при смешивании кормов вручную аллергические реакции . При доле дрожжей 10% в комбикорме, они налипали на клювы, они деформировались, птица теряла способность питаться.У рабочих производств развивался кандидомикоз, если в качестве штамма-продуцента применяли Кандиду. Что касается вредных компонентов, то их мало. При исследовании на токсичность наблюдали отклонения, но в отчет их не включили. Изменения отмечались, когда уровень дрожжей в полусинтетическом рационе свиней cоставил 25%. Животные были поджарыми с густой и кучерявой щетиной. Видимо был жуткий дисбаланс аминокислот. Полагаю, что 2-3% дрожжей в комбикормах для моногастричных принесут пользу. Можно сэкономить на витаминах группы В и пребиотиках МОС.,

  3. Не поверите,но сегодня детально изучал использование кормовых дрожжей и вуаля приходит ваша статья))) очень грамотно все расписано.

  4. Много лет применяю дрожжи на послеспиртовой зерновой барде в кормлении КРС. Самый дешевый протеин на сегодня, но качество упало. Обязательно проверяю каждую партию на мочевину, СП и белок по Барнштейну. В целом рекомендую.

    • Андрей добрый день! Скажите пожалуйста, какую торговую марку используете?

      • Здравствуйте. На данный момент ООО «ТАГРО»

  5. оч познавательная статья большое спасибо

  6. Где в Украине можно купить качественные дрожжи для кормления?

Хотите подробно узнать о ключевом кормовом сырье, которое используется в кормлении животных и производстве комбикормов? Записывайтесь на наш онлайн-курс!