Предложен новый метод биотрансформации пищевых отходов в местах образования в белково-витаминные кормовые добавки с помощью Yarrowia lipolytica, предназначенный для эффективной в экономическом и экологическом отношении утилизации пищевых отходов в местах образования. Выбраны наиболее эффективные способы биотрансформации пищевых отходов в местах образования в белково-витаминные кормовые добавки без использования специальной техники. Выполнены токсикологические исследования продукта, получаемого с помощью разработанной технологии.
пищевые отходы, биоремедиант, кормовая добавка, Yarrowia lipolytica
Введение. Ежегодно на Земле образуется около 200 млрд. тонн растительной биомассы, в химическом отношении представляющей собой смесь целлюлозы, лигнина, β-ксиланов, глюканов и β-маннанов [1]. Кроме того, при переработке сельскохозяйственной продукции образуется до 0,5 млрд. тонн неликвидного сырья, использование которого невозможно по соображениям биологической и токсикологической безопасности. К этой категории относится зерно, пораженное токсигенными грибами, продукты санобработки туш павших животных и различные типы сырья, загрязненного ксенобиотиками и микотоксинами. Сюда же можно отнести стоки, получающиеся при мойке сырья и оборудования на бойнях и предприятиях пищевой промышленности, кровь и внутренности животных, щелочные стоки маслоэкстракционных производств, сырье, загрязненное моторным топливом и органическим экстрагентами (гексан, этилацетат и др.). В последние годы к этой категории добавился глицерин, содержащий примеси щелочи и метанола, образующийся при производстве биодизеля.
Дрожжи Yarrowia lipolytica являются перспективным объектом, позволяющим добиться прогресса в решении задачи превращения в источник кормового белка непищевой возобновляемой биомассы растений, а также сырья, загрязненного липофильными токсичными компонентами и ксенобиотиками. Уникальной особенностью Y. lipolytica, отличающей их от других видов дрожжей, в частности, популярных в производстве кормовой биомассы представителей рода Candida, является то, что за счет наличия пероксисом [2]. Обладая мощным аэробным метаболизмом, Y. lipolytica устойчива ко многим агрессивным органическим соединениям, эффективно разрушает ксенобиотики и токсины. В течение 10 лет Y. lipolytica использовалась в СССР в качестве биореактора для производства кормового белка для животноводства с использованием в качестве субстрата парафинов нефти (белково-витаминный концентрат - БВК) [3]. В результате этого накоплены данные, подтверждающие безопасность и высокую кормовую ценность ее биомассы. В 2000 г надзорный орган США - Food and Drug Administration включил Y. lipolytica в список заведомо безопасных видов (GRAS), без ограничений пригодных для производства кормовых и пищевых ингредиентов. По данным [4], живые клетки Y. lipolytica присутствуют в традиционных продуктах из регионов Италии. Для Y. lipolytica разработаны удобные генетические маркеры и методы трансформации, полностью определена последовательность генома типового штамма. Благодаря наличию уникальной системы транспорта липофильных соединений в пероксисомы Y. lipolytica способна экстрагировать из загрязненных продуктов ксенобиотики (пестициды и гербициды), микотоксины, гидропероксиды (продукты окисления жиров) и органические экстрагенты (гептан, этилацетат), не затрагивая содержащийся в сырье белок. Тем самым обеспечивается высокая степень детоксикации сырья.
1. Андреев А. А. Производство кормовых дрожжей // А.А. Андреев, Л.И. Брызгалов − Москва. Издательство “Лесная промышленность”. - 1970.
2. Bankar A.V. Environmental. and industrial. applications of Yarrowia lipolytica / Bankar A.V., Kumar A.R., Zinjarde S.S. // Appl Microbiol Biotechnol. - 2009. - V. 84 (5). - P. 847-865.
3. Виестур У. Э. Системы ферментации // У.Э. Виестур, А.М. Кузнецова, В.В. Савенков − Рига: Zinatne. - 1986.
4. Guerzoni M. E. Variability of the lipolytic activity in Yarrowia lipolytica and its dependence on environmental conditions / M.E. Guerzoni, R. Lanciotti , L. Vannini , F. Galgano , F. Favati , F. Gardini , G. Suzzi // International Journal of Food Microbiology. - 2001. - Vol. 69. - P. 79-89.
5. Смирнов А.М. Животноводству - безопасные корма / А.М. Смирнов, Г.А. Таланов, Г.П. Кононенко // Ветеринария. - 1999. - № 1. - С. 1-2.
6. Сычева Л.В. Использование кормовых дрожжей при откорме бычков// Нива Поволжья. 2013. - №26. -С. 81-83.
