ALTE SURSE DE PROTEINA

1. Drojdiile furajere

Sunt produse de biosinteza bogate in proteina cunoscuta si sub denumirea de proteina microbiana sau unicelulara. Au o valoare nutritiva ridicata datorita continutului in aminoacizi, in vitamine din complexul B, D₂, hormoni, enzime, macroelemente, microelemente si alte substante care stimuleza cresterea si productia animalelor. Prin continutul in enzime, prezenta drojdiilor furajere determina imbunatatirea digestiei hranei si reducerea consumului specific. Au un conutinut apreciabil in lizina dar mai redus in aminoacizii cu sulf (metionina, cistina).

Pentru obtinerea drojdiilor furajere se utilizeaza ca suse drojdii selectionate din genul Torula, Candida, Saccharomyces si Monillia. Principalele materii folosite pentru producerea drojdiilor furajere sunt: reziduurile de la fabricile de zahar, produsele secundare de la hidroliza celulozei, lesiile bisulfitice de la fabricile de hartie, borhoturile de la fabricile de spirt si bere, produsele secundare din agricultura (coceni, ciocalai, paie), dejectiile din zootehnie si normal parafine de la purificarea petrolului.

Drojdiile obtinute pe un substrat glucidic (paie, coceni, lesii, melasa, zer, etc) au un nivel proteic de 40 - 48% proteina bruta iar cele obtinute din hidrocarburi (petrol, parafine, gaz metan, carbuni) au un nivel proteic mai ridicat fiind de 52 - 60 % proteina bruta. Digestibilitatea lor este ridicata fiind cuprinsa intre 90 - 96% si pot sa inlocuiasca fainurile proteice animale in proportie de pana la 15%.

In hrana vacilor de lapte drojdia furajera are un efect bun asupra productiei si a continutului in grasime a laptelui. Sub forma uscata la vaci se poate da in cantitate de 1 - 2kg/zi. La vitei pana la intarcare s-au obtinut rezultate bune in crestere prin adaosul a 100g drojdie uscata in ratia zilnica.

La oile de reproductie se pot da pana la 300g/zi. Drojdiile furajere reprezinta pentru tineretul porcin in crestere unul din cele mai valoroase nutreturi. Adaosul de drojdie furajera in hrana tineretului porcin determina cresterea sporului zilnic si o mai buna valorificare a hranei. La purcei de la 1 - 4 luni se pot da 50 - 100g drojdie uscata /zi. In nutreturile combinate pentru purcei in perioada de alaptare si intarcati drojdia furajera poate reprezenta 1 - 2% respectiv 2 - 4%. Pentru tineretul porcin de reproductie (categoria 25 - 55kg) drojdia furajerǎ poate reprezenta 1 - 2% din structura nutretului combinat. Drojdia furajera administrata in hrana scroafelor gestante, influenteaza pozitiv numarul purceilor la fatare. In nutreturile combinate pentru scroafe gestante in lactatie si vieri drojdia furajera poate reprezenta 3 - 5%. Pentru porcinele supuse ingrasarii drojdia furajera poate fi utilizata in proportie de 3 - 6% in structura nutretului combinat.

La specia porcina drojdiile furajere obtinute pe normal parafine pot sa inlocuiasca partial faina de peste si total srotul de soia.

Utilizarea drojdiilor furajere in hrana pasarilor a dat de asemenea rezultate bune. In nutreturile combinate destinate gainilor ouatoare drojdia furajera poate reprezenta 3 - 5%. In nutreturile combinate starter pentru puii de carne drojdia furajera reprezinta- 2% , in reteta grower 2 - 4% si in reteta finisher 3 - 5%.

Datorita continutului ridicat in acizi nucleici, consumul mare de drojdii la animale determina aparitia gutei prin depunerea uratiilor la nivelul articulatiilor.

2. Utilizarea algelor in alimentatia animalelor

Spirulina este o sursa importanta de proteina, fiind o alga cultivata cu succes la nivel industrial in multe tari ale lumii. In hrana animalelor faina de Spirulina poate fi o sursa alternativa de proteina, mai ales in tarile in care conditiile de clima sunt favorabile pentru cresterea acestei alge in bazine deschise.

Continutul in aminoacizi al fainii de Spirulina este foarte ridicat, depasind pe cel din srotul de soia, floarea-soarelui si chiar al fainurilor animale. Comparativ cu faina de peste, Spirulina are un continut mai redus de lizina, metionina si histidina dar are cantitati mai mari de triptofan, treonina, triozina, leucina si arginina (tabelul 50).

Digestibilitatea proteinei din Spirulina este ridicata, azotul din Spirulina platensis fiind digerat si absorbit in proportie de peste 81% iar cel din Spirulina maxima in proportie de 83%.

Pe plan mondial au fost efectuate cercetari privind substituirea totala sau partiala a proteinei din hrana porcinelor, pasarilor, si viteilor cu proteina din Spirulina. Aceste cercetari au aratat ca proteina din Spirulina are o valoare biologica superioara altor proteine vegetale, care determina obtinerea unui spor de crestere ridicat fara sa fie observate efecte negative asupra sanatatii animalelor. Valoarea biologica a proteinei din Spirulina poate fi marita prin suplimentarea hranei cu lizina si metionina.

Utilizarea Spirulinei in hrana gainilor ouatoare a determinat cresterea productiei de oua, intensificarea culorii galbenusului si obtinerea unor oua cu un continut ridicat de vitamine. In hrana puilor de carne, Spirulina are efect pozitiv asupra sporului de crestere si a intensificarii culorii pielii. Biomasa de Spirulina poate reprezenta si un nutret foarte bun pentru fermele piscicole.

Tabelul 50

Continutul in aminoacizi al fainii de Spirulina si al unor materii prime proteice vegetale si animale

Specificare	UM	Faina de spirulina	Srot de soia	Srot de fl-soarelui	Faina de carne	Faina de peste
Substanta uscata
Proteina bruta
Lizina
Metionina
Cistina
Triptofan
Treonina
Fenilalanina
Tirozina
Valina
Leucina
Izoleucina
Alanina
Prolina
Serina
Glicina
Acid glutamic
Arginina
Histidina
Acid aspartic

Avand continutul cel mai ridicat in proteina dintre toate materiile proteice vegetale, utilizarea Spirulinei in alimentatia animalelor ca sursa alternativa de proteina este de mare perspectiva indeosebi in tarile cu un climat favorabil dezvoltarii acestei alge. Algele din specia Spirulina (in special alga albastra) cultivate in apa proaspata pot produce la un hectar in cultura intensiva o cantitate de proteina de 50 ori mai mare decat principalele cereale si de 15 - 25 ori mai mare decat cultura de soia boabe.

Tehnologia cultivarii intensive a Spirulinei platensis

Pentru cresterea intensiva si obtinerea unei productii ridicate de biomasa trebuie asigurat un mediu nutritiv cu o concentratie specifica de macro si micro elemente precum si un regim optim de temperatura si lumina in functie de cerintele fiziologice ale microalgelor de Spirulina.

Mediul nutritiv trebuie sa fie bogat in carbonati, avand o reactie alcalina cu un pH cuprins intre 8 -11. In timpul procesului de fotosinteza, alga utilizeaza dioxidul de carbon (provenit din ioni bicarbonat) si concentratia acestuia scade in mediu de cultura. Pentru regenerarea cantitatii care a fost consumata se barboteaza in mediu aer imbogatit cu dioxid de carbon. Pentru cresterea si dezvoltarea algei sunt necesare toate macroelementele specifice plantelor, la care se adauga sodiu.

La solutia de baza formata din macroelemente trebuie adaugate doua solutii de microelemente in proportie de 1 %₀ fiecare.

Temperatura optima pentru cresterea algei este cuprinsa intre 35 - 37⁰C. Intensitatea de crestere este influentata pozitiv prin marirea temperaturii de la 20 - 35 ⁰C, in schimb temperaturile sub 12⁰C si peste 40⁰C dauneaza algelor.

Iluminarea optima pentru Spirulina este de 25000 lucsi. Prin agitarea permanenta a suspensiei de alge se asigura o buna iluminare si aerare, fiind impiedicata sedimentarea algelor.

Tehnologia de cultivare intensiva a microalgelor se desfasoara in doua tipuri de instalatii: de tip deschis si de tip inchis.

Instalatiile de tip deschis sunt reprezentate de bazine ovale sau dreptunghiulare, cu suprafete diferite si adancimi reduse de 20 - 30 cm. Ele sunt construite din beton, materiale plastice si alte materiale, care trebuie captusite la interior cu materiale rezistente la pH puternic alcalin al mediului de cultura. Bazinele sunt impartite de un perete central in doua compartimente longitudinale, in care miscarea suspensei are loc intr-un circuit de forma ovala. Deplasarea si barbotarea culturii de microalge este realizata cu ajutorul unor palete actionate de motoare electrice. Instalatiile de tip deschis se folosesc mai ales in zonele tropicale si subtropicale, care asigura o buna temperatura pentru cresterea si dezvoltarea biomasei de alge. In zonele cu temperaturi mai scazute se recomanda acoperirea bazinelor cu materiale transparente.

Instalatiile de tip inchis sunt reprezentate de recipiente transparente din sticla sau materiale plastice prevazute cu conducte prin care se face admisia mediului de cultura, se introduce aerul imbogatit cu bioxid de carbon si se face evacuarea suspensei in momentul recoltarii biomasei de alge.

Instalatiile de tip inchis sunt mai costisitoare si au o capacitate mai mica decat instalatiile deschise, dar permit controlul permanent al factorilor de crestere si obtinerea unor cantitati mari de biomasa raportata la unitatea de volum.

Inainte de punerea in functiune, instalatiile de cultura trebuie curatite si igienizate. Se introduce apoi mediul de cultura, realizandu-se in bazinele deschise o grosime a stratului de 10 - 30 cm.

Urmatoarea etapa consta in inocularea mediului nutritiv cu suspensia de alge, cantitatea utilizata fiind de 0,5 - 10 g substanta uscata la 1 litru mediu. Dupa o crestere lenta in primele zile de la inocularea mediului de cultura, algele se multiplica rapid, apoi procesul se incetineste si apoi se opreste. Cantitatile cele mai mari de biomasa se obtin prin recoltarea partiala a algelor, intervalul intre doua recoltari fiind cuprins intre 3 - 8 zile.

Pe parcursul fiecarui ciclu de crestere si dupa recoltare se determina calitatea biomasei, prin stabilirea gradului de contaminare cu bacterii coliforme, cu bacterii sulfat-reducatoare, mucegaiuri, drojdii si streptococi fecali. Apa utilizata la prepararea mediului de cultura trebuie sa fie verificata sub aspectul continutului in metale grele si substante toxice, care se pot acumula in biomasa de alge.

Recoltarea biomasei de Spirulina se realizeaza in functie de volumul suspensiei de alge, prin centrifugare sau filtrare, urmata de desalinizarea acesteia prin spalare cu apa. In cazul recoltarii unor cantitati mici de alge, biomasa poate fi uscata in termostate, la temperatura de 60⁰C si apoi macinata la o moara cu bile. Pentru cantitati mari de biomasa se folosesc procese de uscare rapida, prin liofilizare sau atomizare, rezultand o pulbere fina.

Ambalarea, depozitarea si transportul produsului obtinut se face in saci sau pungi din polietilena inchise ermetic.

3. Aminoacizii sintetici si utilizarea lor in alimentatia animalelor

Utilizarea aminoacizilor sintetici in alimentatia animalelor prezinta urmatoarele avantaje:

optimizarea retetelor de nutreturi combinate in functie de cerintele nutritive ale fiecarei specii si categorii de animale.

imbunatatirea valorii biologice a proteinei din hrana.

prin suplimentarea cu aminoacizi sintetici se poate micsora nivelul proteinei brute din retetele de nutreturi combinate.

se reduce cantitatea de azot din dejectii si se micsoreaza efectul poluant al acestora.

se obtin nutreturi combinate mai ieftine prin folosirea unei proportii mai scazute de sroturi si fainuri animale.

se imbunatatesc performantele de productie si creste calitatea produselor animaliere.

Obtinerea aminoacizilor pe cale industriala se realizeaza prin metode diferite:

prin hidroliza chimica (acida, bazica) sau enzimatica a proteinelor vegetale si animale;

prin sinteza chimica si

prin sinteza microbiologica.

Principalii aminoacizi produsi industrial pe cale microbiologica sunt: lizina, treonina, triptofanul, metionina si acidul glutanic. Toti acestia sunt folositi mai ales in scop furajer imbunatatind valoarea biologica a proteinei din ratii. Un avantaj al biosintezei microbiologice consta in producerea numai a izomerului activ (L - aminoacid). Formele L ale aminoacizilor sintetici sunt digerate si absorbite in intregime de pasari si porcine. Prin sinteza chimica se obtin amestecuri de izomeri L si D ai aminoacizilor.

D-aminoacizii sunt transformati in L- aminoacizi in doua etape cu ajutorul enzimelor: D-aminoacid oxidaza si transaminaza. Animalele nu contin enzima D-aminoacid oxidaza, fapt pentru care formele D ale aminoacizilor nu sunt disponibile pentru sinteza proteica. Exceptie face D-metionina care este transformata in organismul animal in L-metionina.

Lizina este fabricata sub forma de L-lizina prin sinteza microbiana cu ajutorul microorganismelor: Corynebacterium glutamicum, Brevibacterium flavum si Brevibacterium lactofermentum.

Lizina pura este foarte higroscopica, ca urmare produsul comercial este fabricat prin combinarea lizinei cu acidul clorhidric, care ii asigura stabilitatea circa 24 luni in ambalajul de origine. L-lizina HCl (clorhidrat de lizina) contine 78,8 % lizina care este absorbita in intregime la nivelul intestinului subtire al monogastricelor. In urma procesului de biosinteza a lizinei rezulta si cantitati importante de biomasa proteica bacteriana, care dupa uscare este folosita in industria nutreturilor combinate.

Compania germana Degussa-Hüls AG a fabricat produsul Biolys 60-L-lizina sulfat cu un continut de 46,8% lizina, care este folosit cu bune rezultate ca alternativa a produsului L-lizina HCl. Firma germana BASF comercializeaza in numeroase tari L-lizina HCl cu un continut de 78,8% lizina.

Compania americana Archer Daniels Midland din Illinois (ADM) are cea mai mare fabrica din lume care produce lizina prin sinteza microbiana.

In tara noastra obtinerea pe cale microbiologica a lizinei s-a realizat pe baza unei metode elaborata de Institutul de Cercetari Chimico-Farmaceutice Bucuresti, fiind folosita o mutanta auxotrofa de biotina si homoserina de Brevibacterium lactofermentum. Lizina de uz furajer s-a produs pe cale industriala la fabrica de antibiotice Iasi a carui continut de lizina este de 10%.

In urma sintezei chimice se poate obtine produsul DL-lizina. Procesul industrial se poate continua in vederea scindarii si prepararii numai a formei L-lizina. Forma D-lizina nu este utilizata de animale pentru sinteza proteica. Deci in cazul DL-lizinei, doza data trebuie sa fie dubla in comparatie cu L-lizina.

Metionina se obtine atat prin sinteza chimica cat si prin biosinteza. Productia cea mai mare de metionina este obtinuta de compania Aventis Animal Nutrition din Franta, care fabrica atat DL-metionina pulvis cu 99% metionina cat si forma lichida DL- hidroximetionina analog cu 88 % metionina. Pentru rumegatoare aceasta companie din Franta a obtinut aminoacizii lizina si metionina sub forma protejata, produsele comerciale avand denumirea de Smartamine^TM.

Firma Degussa - Hüls AG a realizat pentru vaci cu lapte produsul comercial Mepron M85, continand 85% DL-metionina protejata.

Treonina este obtinuta prin sinteza microbiana cu ajutorul microorganismelor: Arthrobacter paraffineus, Escherichia coli si Corynebacterium glutamicum. Produsul comercial ADM, L-treonina contine 98,5% substanta activa.

Triptofanul a fost obtinut initial prin sinteza chimica sub forma de DL-triptofan iar in prezent este produs prin biosinteza sub forma de L-triptofan cu 98 - 98,5% substanta activa.

Acidul glutamic se obtine si din biosinteza prin culturi de Corynebacterium glutamicum si Brevibacterium flavum. La noi in tara prin mutageneza la ICCF Bucuresti s-au realizat susa mutanta de Brevibacterium lactofermentum de la care se obtine acest aminoacid.

Firma ADM BioProducts (SUA) a realizat un nou produs numit ADM Tryptosine, cu un continut de 70% L-lizina HCl (55,3% L-lizina) si 15% L-triptofan. Continutul in aminoacizi sintetici a unor produse comerciale este prezentat in tabelul 51.

Aminoacizi sintetici se introduc in nutreturile combinate ca atare sau sub forma de premixuri cu aminoacizi. Cantitatile utilizate difera in functie de materiile prime existente la un momet dat, continutul acestora in proteina si aminoacizi, ponderea materiilor prime in structura nutretului combinat si cerintele in substante nutritive ale fiecarei categorii de animale. Se pot adauga in proportie de 0,05 - 1% iar supradozarile au efecte daunatoare, putand determina reducerea consumului de nutreturi si chiar intoxicarea animalelor.

In nutreturile combinate starter pentru pui de carne, lizina si metionina se introduc fiecare in proportii medii de 0,2 - 0,3% iar in nutreturile combinate finisher 0,1 - 0,2%. Cantitatile cele mai mari de aminoacizi sunt utilizate in nutreturile combinate pentru broilerul de curca 0,3 - 0,5% si pentru purcei in perioada de alaptare 0,2 - 0,4%.

Tabelul 51

Valoarea nutritiva si continutul in aminoacizi sintetici la unele produse comerciale

L-treonina si Tryptosine se folosesc in cantitati mai mici, recomandandu-se in nutreturile combinate cu pondere mare de porumb, orz si grau.

Aminoacizii sintetici se introduc in structura nutreturilor combinate in cantitati de 1 - 4 kg/tona in functie de categoria de animale. La vaci de lapte pot fi utilizati aminoacizi limitativi protejati (metionina si lizina) care pot trece prin rumen fara a fi degradati de microsimbionti. In intestinul subtire (duoden) acesti aminoacizi sunt absorbiti si preluati de organismul animal.

Produsele din gama Smartamine si Mepron M85 administrate in alimentatia vacilor de lapte determina cresterea productiei de lapte, a continutului proteic si de grasime al laptelui si imbunatatirea unor indici de reproductie.

Avantajul economic al utilizarii aminoacizilor sintetici rezulta din faptul ca 1 kg de L-lizina HCl contine o cantitate de lizina digestibila echivalenta cu cea din 16 - 18 kg faina de peste, 30 - 35 kg srot de soia sau 280 - 300 kg de cereale. Un kg de DL-metionina contine o cantitate de metionina digestibila echivalenta cu cea din 70 - 75 kg faina de peste, 170 - 175 kg srot de soia si peste 600 kg cereale.