Способ получения иммобилизованного препарата с глюкоамилазной активностью, используемого предпочтительно для кормления цыплят

 

Сущность изобретения: осуществляют иммобилизацию глюкоамилазы Г20х на цеолите с сорбцией фермента на носителе в ацетатном буфере с pH 4,8 - 5,2 в течение 2 ч, что позволяет повысить стабильность и увеличить эффективность действия экзогенного ферментного препарата, получить биокатализатор пролонгированного действия, осуществляющий свои функции на всем протяжении желудочно-кишечного тракта без существенной потери активности, и приводит к снижению затрат корма на кг прироста живой массы, повышению продуктивности цыплят-бройлеров, снижению себестоимости и увеличению конкурентноспособности получаемой продукции. 2 табл.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к животноводству, и может быть использовано для повышения коэффициента полезного действия экзогенных ферментов бактериального происхождения, используемых в рационах для животных и птицы.

Ферментные препараты (глюкоамилаза Г20х и др), вводимые в комбикорма, интенсифицируют процессы гидролиза питательных веществ рациона в желудочно-кишечном тракте, повышают их переваримость и усвоения продуктов гидролиза, способствуют увеличению продуктивности птицы.

Однако эффективность действия экзогенных ферментов снижается вследствие того, что они подвергаются в желудочно-кишечном тракте разрушающему действию сильнокислой среды желудка, протеаз (автопереваривание), ингибиторов (Временные рекомендации по применению ферментных препаратов производства Ладыжинского завода ферментных препаратов. Ладыжин, 1984 г. ).

Для повышения стабильности ферментов, в частности ферментных препаратов промышленного производства, используют различные способы иммобилизации и носители [1,2] .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является способ иммобилизации (сорбция) глюкоамилазы на минеральных носителях (кислые глины, бентонит, силикаты) [2] .

Целью изобретения является повышение стабильности экзогенных ферментов промышленного производства, вводимых в комбикорма, к изменению рН среды, действию протеаз в желудочно-кишечном тракте животных и птицы.

Цель достигается посредством иммобилизации ферментов (глюкоамилазы Г20х) на минеральной подложке (цеолите). Метод иммобилизации ферментов на цеолите несложен, легко осуществим (простой контакт фермента с носителем в водном растворе) и позволяет перевести ферменты в нерастворимое состояние, в котором существенно возрастает их стабильность.

Практически цеолит тщательно перемешивают с ферментным препаратом в ацетатном буфере (рН 4,8-5,2) в соотношении глюкоамилаза : цеолит : буфер, равном 1: 50: 50, смесь выдерживают в течение 2 ч и иммобилизованный препарат из расчета 1 кг корма; 10 Мг фермента, смешивают с комбикормом.

Эффективность действия иммобилизованных ферментов проверяли в пробирочных опытах и в опыте на цыплятах-бройлерах, у которых скармливание стабилизированных таким образом ферментов с комбикормом в значительной степени стимулировало прирост живой массы, способствовало снижению затраты корма на единицу продукции. Техническое решение поставленных задач поясняется следующими примерами: П р и м е р 1. Пробирочный опыт. Зависимость каталитической активности нативной и иммобилизованной глюкоамилазы от рН среды.

Изучали свойства иммобилизованного ферментного препарата, сравнивая его стабильность и активность с нативной формой фермента.

Иммобилизация глюкоамилазы на поверхности 10 г цеолита проводилась адсорбцией из раствора, содержащего 200 мг фермента в 10 мл ацетатного буфера (рН 5,0) при постоянном перемешивании в течение 2 ч при комнатной температуре. Полученный препарат иммобилизованной глюкоамилазы отделяли фильтрованием, промывая 2-3 раза буферным раствором для удаления не связавшегося с носителем фермента.

Каталитическую активность глюкоамилазы определяли по амилолитической активности, ГОСТ 20264.4-89. Значение каталитической активности иммобилизованного фермента выражали в процентах от активности нативной глюкоамилазы в растворе. Величину рН буферных растворов определяли на рН-метре "М 120".

С целью воспроизводства рН среды желудочно-кишечного тракта цыплят-бройлеров опыты проводили в ацетатном, фосфатном и солянокислом буферах при значениях рН 1,5-8,0. В результате опытов было установлено (табл. 1), что иммобилизованный фермент в сильнокислой (рН 1,5-2,0) и щелочной (рН 7,0-8,0) средах лишь на 20% от максимальной уменьшил свою активность, в то время как нативный фермент в этих условиях денатурировался и восстановить его каталитические свойства при оптимальном значении рН (4,5) не удалось.

Иммобилизованный фермент (табл. 1) проявляет максимальную активность (70% от активности нативной глюкоамилазы) в интервале рН 4,2-5,5, в то время как нативный при отклонениях от оптимального значения рН 4,5 быстро теряет каталитическую активность.

П р и м е р 2. Изучение влияния иммобилизованных ферментов (глюкоамилазы) на продуктивность цыплят-бройлеров.

В опыте по принципу аналогов было сформировано 2 группы суточных цыплят по 100 голов в каждой группе - контрольная и опытная. Бройлеры содержались в клеточных батареях. Кормление осуществлялось с суточного возраста и соответствовало требованиям технологии кормления цыплят-бройлеров. Срок выращивания бройлеров - 56 дней. В период выращивания учитывались расход корма, отход цыплят, периодически проводили контрольные взвешивания для определения динамики роста. В опыте использовали в качестве добавки цеолит тонкого помола сорта А Сокирницкого месторождения Закарпатcкой области и ферментный препарат глюкоамилазы Г20х в дозировке 10 мг на 1 кг корма.

Цыплята контрольной группы получали рацион, в котором содержалось 5% цеолита и глюкоамилазы (10 мг на 1 кг корма). Рацион цыплят опытной группы содержал такое же количество иммобилизованной на цеолите глюкоамилазы и 5% цеолита.

Комплексные исследования, включающие изучение биохимических и зоотехнических параметров, проводили в 8-недельном возрасте. Результаты исследования, представленные в табл. 2, позволяют сделать вывод о том, что адсорбционная иммобилизация экзогенных ферментов (глюкоамилазы), вводимых в комбикорма, оказывают положительный эффект на продуктивность цыплят-бройлеров и снижает затраты корма на единицу прироста.

Установлено, что использование иммобилизованной глюкоамилазы совместно с цеолитом вызывает замедление процессов глюконеогенеза при одновременном повышении скорости гликолиза и активации окисленных процессов в тканях. Возрастает также скорость утилизации глюкозы по пентозофосфатному пути. В результате этих адаптивных изменений использование белка в организме цыплят для энергетических целей снижалось, в расход углеводов для генерирования энергии увеличивается.

Таким образом, установлено, что иммобилизация глюкоамилазы Г20х на цеолите позволяет повысить эффективность действия экзогенного ферментного препарата, получить биокатализатор пролонгированного действия, осуществляющий свои каталитические функции на всем протяжении желудочно-кишечного тракта без существенной потери его активности.

Экономическая эффективность предполагаемого способа обусловлена снижением затрат корма на 1 кг прироста живой массы и повышения продуктивности. Кроме того, предлагаемый способ имеет преимущества: использование дешевого носителя - цеолита, который применяется в качестве кормовой добавки. (56) 1. Авторское свидетельство СССР N 1442548, кл. С 12 N 11/00, 1983.

2. Acta Biotechnol. , 1988, v. 8, N 6 р. 503-508.

3. Патент Великобритании N 946980, кл. С 3 Н, 1960.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИММОБИЛИЗОВАННОГО ПРЕПАРАТА С ГЛЮКОАМИЛАЗНОЙ АКТИВНОСТЬЮ, ИСПОЛЬЗУЕМОГО ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНО ДЛЯ КОРМЛЕНИЯ ЦЫПЛЯТ, включающий сорбцию фермента на минеральный носитель, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности целевого продукта, в качестве препарата с глюкоамилазной активностью используют коммерческий препарат глюкоамилаза Г20х, в качестве минерального носителя используют цеолит, а сорбцию осуществляют перемешиванием носителя и фермента в ацетатном буфере с pH 4,8 - 5,2 в течение 2 ч. при комнатной температуре.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2