Источники белка, альтернативные традиционным источникам

В последние годы результатом процесса глобализации в промышленности по производству кормов для животных стала её зависимость от определённых видов сырья, которые, в свою очередь, очень чувствительны к малейшим спекулятивным изменениямосновных мировых фондов капитала. Говоря непосредственно об источниках белка, необходимо отметить, что соевая мука стала неоспоримым ориентиром, который определяет динамику цен на другие продукты, в свою очередь содержащих определенную долю белка (главным образом, семена рапса и подсолнечника). В Европе (ЕС27) около 70% белкового сырья импортируется из стран третьего мира, и всего лишь 0,4% возделываемых земель используются для производства сои. Более того, ожидаемое резкое увеличение спроса на мясо со стороны мирового населения в ближайшие годы предполагает активный поиск альтернативных источников, как с социальной, так и с экологической точки зрения.

Рисунок 1. Мировое производство сои

Альтернативы

Переориентация выращиваемых сельскохозяйственных культур

Принимая во внимание тот факт, что Европа является ведущим в мире производителем пшеницы, и что при этом она производится в избытке, одним из возможных подходов решения проблемы может быть переориентация и использование определенного количества земель под культуры с высоким содержанием белка, такие как бобовые (горох, фасоль или нут). По некоторым европейским данным такая возможность исключена, так как для ее осуществления потребовалось бы занять до 40% пахотных земель. Кроме того, такой тип производства вызвал бы новые проблемы (например, из - за чувствительности к грибковым заболеваниям), так как земля бы не отдыхала. Если пшеница не будет производиться в Европе (где это очень продуктивная культура для выращивания), то ее нужно будет производить в других странах, с менее продуктивными показателями, и как следствие, при этом будет использоваться больше земель, что неизбежно приведет к инертности в сфере торговли пшеницей.

Насекомые

Рассматриваются и другие альтернативные варианты, обладающие большим потенциалом, к примеру, насекомые (комнатные мухи или личинки других видов насекомых). Они обладают способностью быстро воспроизводиться, не требуя соблюдения каких-либо чрезмерно жестких условий (или даже источников энергии, так как являются пойкилотермными животными), на субстрате из органического вещества, при этом токсичных отходов не вырабатывается, и поэтому они могут рассматриваться как экологически безопасные. Как продукты, насекомые богаты белком (взрослые насекомые) и жиром (в основном личинки), и обычно присутствуют в рационе питания всеядных, как птиц, так и свиней. Использование насекомых рассматривалось даже как способ значительного снижения количества загрязняющих минеральных веществ, содержащихся в навозе (например, сокращение количества азота на 70%, 50% фосфора и от 38 до 93% других тяжелых металлов в случае с черной тлёй – Newton и др., 2008). Кроме того, при добавлении личинок в рацион питания цыплят-бройлеров наблюдалось снижение количества E.coli и Salmonella в фекалиях (Erickson и др. 2004).

Таблица 1. Содержание чистого белка и жира в различных источниках белка.

С точки зрения питательности, перевариваемость белков составляет 70 - 80%, и таким образом, близка по своему значению таковой для соевой муки. Был разработан индекс незаменимых аминокислот (Smith, 2010). Приведённые значения и их интерпретация зависят от требований, предъявляемых в отношении рациона питания различных видов животных. Таким образом, как видно из таблицы, у некоторых видов насекомых данные показатели быть выше даже в сравнении с соевой мукой.

Таблица 2. Индекс незаменимых аминокислот.

В отличие от упомянутых источников, недостатком использования насекомых может быть риск на уровне микробиологической безопасности (насекомые могут быть переносчиками патогенных бактерий и вирусов), а также риск в токсикологическом аспекте (некоторые жуки вырабатывают токсичные канцерогенные вещества как средство защиты, некоторые же другие виды накапливают в теле тяжелые металлы). Добавление насекомых в корм для крупнорогатого скота недопустимо, ни при каких условиях, так как они являются источниками животного белка. Еще одним важным фактором с законодательной точки зрения является то, что не существует каких-либо нормативных актов в отношении благосостояния животных, которые могли бы охарактеризовать данное понятие по отношению к насекомым, либо обозначить, какие процедуры можно использовать для их убоя.

Tenebrio molitor Источник: Mnolf, Викисклад Wikimedia Commons

Alphitobius diaperinus Источник: Университет Флориды, кафедра энтомологии и нематодологии

Hermetia illucens Источник: Техасский механико - сельскохозяйственный университет, Cлужба пропаганды сельскохозяйственных знаний и внедрения достижений

Изображения личинок большого мучного хрущака (Tenebrio Молитор), малого мучного хрущака (Alphitobius diaperinus) черной мухи-солдата (Hermetia illucens) и мухи комнатной (Musca Domestica)

Водоросли

Водоросли представляют собой еще одну большую группу источников белка. Выращивание подобных продуктов уже представляет большой интерес для производства биодизельного топлива. При этом не следует забывать, что водоросли могут содержать 25 - 50% белка (Becker, 2007; Mulder, 2010). В настоящее время они производятся в небольших количествах, особенно если речь идет о микроводорослях, но более крупные виды уже выращиваются в больших масштабах в некоторых странах Азии для употребления человеком в пищу, а также для производства альгинатов и других продуктов. Аналогичным образом, род водорослей Lemna (ряска) может представлять особый интерес, так как она богата белком (до 45%) в зависимости от количества N и P в среде, где ее выращивают. Ее большим преимуществом является быстрый рост, увеличение биомассы на 50% за 48 часов (Nieuwenhuis и Maring, 2009; Derksen and Zwart, 2010; Zondervan, 2012), следовательно, они могут быть источником белка, относительно простым для производства в крупных масштабах.

Белок одноклеточных микроорганизмов

И наконец, последнюю и, возможно, наиболее потенциально продуктивную группу источников белка представляют протеины одноклеточных микроорганизмов, которые необычайно разнообразны и вызывают множество споров. К ним могут относиться некоторые виды водорослей, о которых речь шла выше. Некоторые виды дрожжей и бактерии имеют потенциал к созданию белка из субстратов, которые не могут быть использованы никаким другим образом, например, сточные воды. Такая способность может быть, например, в 10 000 раз более продуктивной по сравнению с соей с точки зрения времени, необходимого для образования биомассы. Вполне очевидно, существует риск присутствия в них тяжелых металлов, микотоксинов или возможных канцерогенных метаболитов, хотя некоторые запатентованные продукты уже гарантируют отсутствие таких элементов. Обычно, белки, полученные из дрожжей, используемых в спиртовой промышленности (сахаромицеты) используются как корм для свиней и содержат до 45% чистого протеина, а также большое количество аминокислот – лизин и треонин.

Выводы

Проводить поиск и изучение альтернативных источников протеина для корма животных необходимо прибегая к самым инновационным и разнообразным подходам, чтобы с низить существующую на сегодняшний день зависимость от привычного сырья, а также для обеспечения рационального использования природных ресурсов.