Синтез витаминов и ферментов микроорганизмами

Витамины представляют собой низкомолекулярные органические соединения, необходимые для поддержания жизни животных, которые должны получать их с кормом. Отдельные витамины (например, витамин С) организм животного может синтезировать. Витамины комплекса В и витамин К синтезируются микрофлорой рубца взрослых жвачных животных в достаточном количестве. Животные-копрофаги, например кролики, получают витамины, поедая собственный кал, в котором бактерии накапливают значительное количество витаминов.

Однако в ряде витаминов животные нуждаются, так как в обычном корме их не хватает. Это относится прежде всего к витамину В₎₂, каротину и в некоторой степени к витаминам группы В. Последние особенно требуются для откорма свиней и птицы.

Производство витаминов в промышленном масштабе может быть осуществлено микробиологическим путем. В России производят витамин В,₂ (пианкобаламин). Синтез этого витамина ведут по методу, разработанному в Институте биохимии им. Баха РАН. В качестве субстрата используют апетонбутиловую барду — отход бродильной промышленности. Процесс непрерывный, осуществляют его в анаэробных условиях при температуре 50 °C. В результате образуется ряд продуктов, в том числе витамин В,₂ и метан. Сброженная барда поступает в выпарной аппарат, где сгущается, а затем в сушку и расфасовку.

Предложены и другие методы получения витамина В₁₂, например с использованием пропионовокислых бактерий, которые при сбраживании спиртовой барды в анаэробных условиях образуют значительное количество витамина В₁₂. Существуют разработки, позволяющие в ближайшее время организовать крупномасштабное производство ряда других витаминов.

Так, используя гриб Lremothecium ashbyi, можно получать препарат витамина В₂ (рибофлавина). Как субстрат для производства рекомендуется питательная среда из соевой муки, кукурузного экстракта и мелассы. Ферментация идет около трех суток при 28 °C. Культуральная жидкость сгущается в вакуум-аппарате при температуре, не превышающей 80 °C, а затем высушивается на вальцовой сушилке. Идет работа по подбору более дешевой среды из непищевого сырья.

Гриб Blakeslea trispora продуцирует провитамин, А ((3-каротин). Процесс может проходить на гидролизате сои или на отходах пищевой промышленности. Брожение осуществляется в течение трех дней при 25 °C, после чего мицелий гриба сепарируют или отделяют фильтрацией. Затем мицелий сушат в вакууме и расфасовывают. Препарат представляет собой мелкопластинчатую или песчаную массу красного цвета.

Некоторые микроорганизмы (Streptomyces aurantiacus), культивируемые на отходах животноводческих ферм или гидролизате древесины, позволяют получить массу, содержащую не только (3-каротин, но и витамины группы В и антибиотики.

Не представляет сложности получение витамина D (кальциферол), дефицит которого в кормах сельскохозяйственных животных наблюдается наиболее часто. Основным источником витамина D служат облученные кормовые дрожжи. Готовый препарат представляет собой мелкозернистый порошок светло-желтого цвета. За рубежом кроме отмеченных препаратов производят микробиологическим способом треонин, аланин, идет интенсивная работа по синтезу триптофана.

В России и за рубежом изучают влияние различных ферментных препаратов, добавляемых в корм, на продуктивность сельскохозяйственных животных. Как добавки в корм используют амилазу, глюкоамилазу, липазу, пектиназу, целлюлазу и т. д. Стремятся выяснить возможность производства мультиферментных препаратов для различных видов и возрастных групп животных с учетом особенностей их кормления.

Возможно, ферменты найдут широкое применение при производстве заменителей молока для кормления молодняка (телят, поросят, ягнят). Их можно использовать в ветеринарии при лечении желудочно-кишечных заболеваний и т. д.