Полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав

Полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав

Реферат

Изобретение относится к области биотехнологии, а именно к разработке биотехнологической продукции - полиферментной композиции, которая обеспечивает при консервировании трудносилосующихся многолетних бобовых трав (люцерна, клевер, эспарцет) получение высококачественных кормов без использования химических консервантов.

Современные технологии консервирования многолетних бобовых трав не обеспечивают получение из них высокопротеиновых, энергонасыщенных объемистых кормов, равноценных или превосходящих исходную массу по кормовой ценности и усвояемости энергии животными. Лишь при химическом консервировании слабопровяленных многолетних трав можно получить корм высокого качества с незначительными потерями питательных веществ. Но химические консерванты дороги, экологически небезопасны и сложны при хранении и внесении, вследствие чего не находят широкого применения в кормопроизводстве. Кроме того, при химическом консервировании не обеспечивается переход зеленой массы в качественно новое состояние с повышенным содержанием переваримой энергии и сырого протеина.

Основным сырьем для производства растительного белка и обменной энергии при заготовке кормов, преимущественно для жвачных животных, служат многолетние травы, доля которых в структуре полевых кормовых культур занимает свыше 60%. В соответствии с концепцией развития животноводства в Российской Федерации до 2010 года (МСХ и РАСХН), предусматривающей значительное увеличение производства высокобелкового растительного сырья, площадь их возделывания увеличится до 18,8 млн. га, а для высокобелковых трав составит 14,5-15,0 млн. га. Поэтому проблема его рационального и экологически безопасного использования является актуальной задачей кормопроизводства и без разработки принципиально новых способов консервирования и технологий заготовки кормов из высокобелковых трав не может быть решена задача полноценного питания животных. К таким технологиям относится, прежде всего, консервирование сырья путем силосования.

Известно, что наивысшей урожайностью и кормовой ценностью многолетние бобовые травы обладают в ранние стадии развития - в начале и полной бутонизации. Однако в эти фазы вегетации бобовые травы наряду с высоким содержанием сырого протеина характеризуются недостатком легкосбраживаемых углеводов, необходимых для жизнедеятельности молочнокислых бактерий с образованием молочной кислоты, обеспечивающей подкисление силосуемой массы до рН 4,0-4,3, которое и определяет процесс консервирования. В связи с этим высокобелковые травы относятся к трудно- и несилосующемуся сырью. Из таких трав сложно приготовить сенаж, а дефицит растворимых сахаров не позволяет получать высококачественный силос. Вместе с тем высокобелковые травы содержат достаточное количество трудногидролизуемых углеводов (таблица 1), которые в результате ферментативной обработки могут восполнить дефицит легкосбраживаемых сахаров для питания молочнокислых бактерий и образования достаточного количества молочной кислоты - консерванта силоса. Кроме того, снижение концентрации труднопереваримых углеводов в связи с переходом их в легкодоступные формы будет способствовать повышению питательности консервируемых кормов.

Таблица 1Содержание сырого протеина и основных углеводов в клевере и люцерне по фазам вегетации
Культура	Фаза вегетации	Содержание сырых питательных веществ в СВ, %
протеина	клетчатки	сахаров	крахмала	пектиновых веществ, пентозанов
всего	в том числе
гемицеллюлоз	целлюлозы
Клевер луговой	бутонизация	17,00-18,50	22,00-23,00	11,00-12,50	8,43	8,50-9,50	3,00-3,50	33,45
начало цветения	15,00-15,50	27,50 29,00	12,00-13,00	12,42	9,50-10,00	3,20-3,40	31,24
Люцерна синяя	бутонизация	18,50-21,00	21,40-22,00	12,30-13,00	8,01	4,00-4,50	2,50-2,80	38,50
начало цветения	15,00-16,50	27,00-27,50	13,00-13,50	11,84	4,50-5,00	2,50-3,00	35,65

На основании исследований, проведенных в последние годы НТЦ "Лекбиотех" и ВНИИкормов, было установлено, что ферментативная обработка сырья является перспективным и надежным способом сохранения биологической и питательной ценности высокобелковых трав. В отличие от химических консервантов ферменты обладают экологической чистотой и безопасностью как в производстве, так и при использовании кормов, обеспечивая при этом высокий консервирующий и ресурсосберегающий эффект.

В связи с научно-обоснованными предпосылками использования ферментов при консервировании растительного сырья [1-3] поставлена задача создания эффективного ферментного препарата, способствующего максимальному разрушению трудногидролизуемых полисахаридов (целлюлоза, гемицеллюлозы, пектиновые вещества и др.) высокобелковых многолетних трав с целью увеличения образования легкосбраживаемых сахаров, необходимых для осуществления молочнокислого брожения в оптимальном режиме. С учетом биохимических особенностей углеводного состава растительного сырья разработка препарата была направлена на создание мультисистемы, содержащей комплекс гидролитических (целлюлаза, ксиланаза) и лиазных (пектин- и пектат-лиаза) ферментов, обеспечивающих разрушение не только целлюлозы, гемицеллюлоз, в том числе ксилана, арабана и их производных, но и межклеточных структур, "цементирующих" растительную ткань, что повышает степень доступности растительных клеток гидролазам.

Фирма "Суомен Сокери" (Финляндия) предлагает комплексный ферментный препарат Клэмзайм, содержащий целлюлазу и глюкозооксидазу и предназначенный для консервирования многолетних бобовых трав с целью получения высококачественных силосованных кормов. Использование препарата в дозе 200 мл/т позволяет повышать качество опытных силосов по содержанию органических кислот и протеина в сравнении с контрольным, полученным с применением муравьиной кислоты (2,6 л/т). Однако в информационных материалах фирмы отсутствуют данные об уровне активностей ферментов в препарате, что, вероятно, является предметом "ноу-хау" [4].

Известен биологический препарат Клампзим [5], содержащий комплекс ферментов, гидролизующих в процессе силосования клеточные оболочки высокобелковых бобовых трав (люцерна). Показано, что использование препарата в дозе 0,25 л/т позволяет снизить уровень целлюлозы в люцерновом силосе на 5% по сравнению с контролем, но не влияет на содержание гемицеллюлоз, что может быть связано с отсутствием в нем ферментов, разрушающих ксилано-арабановые комплексы растительного сырья. Величина рН в опытном силосе составила 4,77 против 4,92 в контрольном варианте, а содержание молочной кислоты (%) - 1,54 против 1,46 соответственно К сожалению, в материалах фирмы не приведены данные по соотношению и уровню ферментов в препарате.

Известна работа, в которой приведены результаты опытов по силосованию свежескошенной люцерны (СВ 23,5%) с применением целловиридина в дозе 2 кг/т. В качестве контрольного варианта был использован сенаж, полученный из той же массы, провяленной до 43,52% СВ. Применение целловиридина при силосовании люцерны способствовало получению силоса высокого качества по сравнению с сенажом. Так, содержание протеина и каротина в опытном силосе было только на 3,44 и 16,5%, а в сенаже - на 36,96 и 71,43% ниже, чем в исходной массе люцерны [6].

Проведены исследования влияния добавок ферментов целлюлазы и гемицеллюлаз, полученных из разных источников: энзим A (Trich. reesei) и энзим В (Trich. sp.) на процессы силосования райграса многолетнего. Установлено, что в опытных силосах с применением энзима А в дозе 250 см³/кг после двухмесячного хранения отмечено снижение содержания сырой клетчатки с 503 до 445 г/кг СВ и до 462 г/кг СВ при использовании энзима В в дозе 200 см³/кг, гемицеллюлоз - с 200 до 171 г/кг и до 186 г/кг СВ соответственно. Величина рН и содержание органических кислот (молочная + уксусная) в опытных и контрольных силосах находились практически на одном уровне. Отмечено, что максимальное количество лактата образовывалось в силосе, обогащенном энзимом А [7].

Известен комплексный препарат, содержащий β-1,4- и β-1,3-ксиланазу и не содержащий β-глюканазу и целлобиогидролазу. Препарат предназначен для стабилизации силосованных кормов из зерновых культур и другого растительного сырья с целью повышения его питательной ценности. В состав предлагаемого средства входят также микроорганизмы, сбраживающие пентозы в молочную кислоту без разрушения белка при рН - 4,0-6,5 [8].

В работе Филатова И.И. и Митяковой Р.П. [9] приведены данные по силосованию люцерны в фазе бутонизации с использованием ряда ферментных препаратов, в том числе целловиридина (ЦлА¹ (¹ - целлюлолитическая активность)=50 ед./г) в дозе 0,1-0,3% к массе сырья. По мнению авторов, лучшие результаты получены при использовании целловиридина. Так, количество молочной кислоты в силосе составило 0,55%, уксусной - 1,19%, аммиака - 0,17%, питательность силоса - 0,74-0,78 корм. ед. На наш взгляд, полученные силосы не могут быть отнесены к силосам высокого качества, так как имеют низкую питательную ценность и повышенное содержание уксусной кислоты по сравнению с молочной, что связано с низким уровнем целлюлазы, не обеспечивающей получение качественных силосов.

Английские исследователи считают [10], что ферментные препараты, эффективно работающие в качестве консервантов, должны содержать комплекс целлюлаз, гемицеллюлаз и пектиназ, причем в целлюлазном комплексе обязательно наличие трех ферментов: эндо-глюканазы, экзо-глюканазы и целлобиазы, и высвобождать достаточно легкосбраживаемых сахаров из растений в первые 48 часов силосования; быть активными при рН от 6,5 до 4,0 и температуре до 50°С. На наш взгляд, такой подход к вопросу консервирования является обоснованным, так как спектр предложенных ферментов соответствует полисахаридному составу трудногидролизуемого растительного сырья.

Известен способ силосования свежескошенной люцерны в фазе бутонизации с использованием целловиридина (ЦлА=200 ед./г) в дозе 0,4-0,6% от массы. При этом величина рН опытных силосов составила 3,85-3,97, содержание молочной кислоты от суммы кислот - 56,3-73,4% при отсутствии масляной кислоты, количество аммиака уменьшилось по сравнению с контролем в 2,6-1,8 раза, в силосах содержалось больше каротина, а содержание водорастворимых сахаров увеличилось с 1,62 до 2,10% [10]. Однако получение силосованных кормов с добавлением целловиридина в количестве 4-6 кг на 1 тонну сырья является малорентабельным, так как затраты на приобретение и внесение препарата значительно удорожают стоимость готового корма.

Ближайшей по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой полиферментной композиции является композиция, состоящая из целлюлазы (ЦлА=1000 ед./г) и мацеробациллина (ПлА² (² - пектин-лиазная активность)=900 ед./г) в соотношении ≅1:3, что составляет 250 ед. ЦлА и 675 ед. ПлА в 1 г смеси, и рекомендуемая для силосования многолетних высокобелковых трав в дозе 0,3%, то есть в расчете на 1 кг силосуемой массы - 750 ед. ЦлА и 2030 ед. ПлА. Использование предложенной композиции позволяет получать консервированные корма с рН 4,54 против 4,70 в контроле и содержанием молочной кислоты 4,51% против 5,05% в силосах без добавок. При этом сохранность сухого вещества (СВ) и протеина в опытных вариантах составляла 93% и 84% против 89% и 73% в контроле. По содержанию кормовых единиц в 1 кг СВ контрольный силос уступал опытному - 0,89 и 0,93 (10,5-10,7 МДж ОЭ) соответственно [11].

Следует отметить, что использование композиции, содержащей достаточно высокий уровень целлюлазы (750 ед. ЦлА) и пектин-лиазы (2030 ед. ПлА) в расчете на единицу сырья, на наш взгляд, не в полной мере соответствует полученным, хотя и положительным результатам, по качественной оценке силосов. Это может быть связано с тем, что клеточные оболочки растительного сырья и межклеточных структур содержат также труднодоступные для ферментативного гидролиза соединения пентозанов (ксиланы, арабаны и их производные) и пектиновых веществ, в том числе протопектина, которые могут разрушаться только при воздействии соответствующего комплекса ферментов, включающего помимо целлюлазы и пектин-лиазы также эндо- и экзо-ксиланазы в оптимальном соотношении как с пектин-лиазой, так и целлюлазой. Практически отсутствие в данной композиции комплекса ксиланаз (KcA³ (³ - ксиланазная активность)=150 ед./г) не позволяет в полной мере осуществить гидролиз гемицеллюлозных структур обрабатываемого сырья, несмотря на наличие высокого уровня целлюлазы и пектин-лиазы. Включение ксиланазы вызывает необходимость изменения соотношения используемых ферментов в композиции в направлении оптимизации процесса комплексного воздействия на сырье, которое обеспечит более полный гидролиз всех полисахаридов сырья с целью максимального образования водорастворимых сахаров для интенсивного развития молочнокислого брожения и получения силосованных кормов высокого качества.

Задача изобретения заключалась в создании полиферментной композиции для консервирования многолетних бобовых трав, позволяющей повысить не только качество, но и энергетическую и протеиновую питательность силосованных кормов.

Технический результат заявленного изобретения состоит в разработке полиферментной композиции (ПФК), которая обеспечивает разрушение компонентов клетчатки, пектиновых веществ, в том числе нерастворимого протопектина и гемицеллюлоз клеточных и межклеточных структур растительного сырья.

Для достижения технического результата полиферментная композиция для консервирования многолетних высокобелковых трав содержит комплекс ферментов целлюлазы, пектин-лиазы и дополнительно содержит ксиланазу при соотношении целлюлазы и ксиланазы 1,0:(3,8-4,2), а соотношение целлюлазы и пектин-лиазы при этом составляет 1,0:(1,3-1,7).

Для реализации заявляемого решения, в первую очередь, были проведены исследования по определению основной и сопутствующих активностей ряда ферментных препаратов [12-17] с целью выбора оптимальных для использования в качестве компонентов при создании полиферментного препарата.

Характеристика ферментных препаратов представлена в таблице 2.

Таблица 2Характеристика ферментных препаратов
№	Препараты	Ферментативная активность, ед./г
ЦлА	ПлА	КсА	β-ГлА	экзо-ПГ	ПЭ
1	Целлюлаза 100	1000	-	600	845	100	-
2	Целловиридин	1000	-	1050	612	-	-
3	Целловиридин	1850	-	2000	1100	-	-
4	Мацеробациллин	-	700	0	-	62	24
5	Мацеробациллин	-	900	0	-	108	19
6	Мацеробациллин	-	12900	35	-	600	320
7	Ксиланаза	465	0	5000	576	0	0
8	Ксилозим	1641	0	13000	1290	0	0
9	Ксиланаза	205	0	5250	1200	0	0
10	Ксиланаза	2000	0	4000	560	0	- 0
11	Ксиланаза	24	0	3000	567	0	0
	Ближайший аналог	250	675	150	-	-	0
Примечание - Величина ЦлА выражена в ед./г по действующей документации, индекс 100 в названии препарата обозначает величину ЦлА в ME (коэффициент перевода = 10)

Из данных таблицы 2 видно, что представленные целлюлазы отличаются не только уровнем основного фермента (1850-1000 ед./г), но и сопутствующих - ксиланазы (2000-600 ед./г) и β-глюканазы (1100-512 ед./г). Из трех образцов мацеробациллина наиболее активным является вариант 6, в котором наряду с высоким уровнем пектин-лиазы (ПлА=12900 ед./г) содержится достаточно высокий уровень экзо-полигалактуроназы (экзо-ПГ=600 ед./г) и пектинэстеразы (ПЭ=320 ед./г). Анализируя препараты ксиланаз по уровню КсА и сопутствующих ферментов - ЦлА и β-ГлА, следует отметить, что все варианты ксиланаз различаются между собой как по содержанию основного фермента (КсА=3000-13000 ед./г), так и сопутствующих: ЦлА (24-2000 ед./г) и β-ГлА (560-1290 ед./г).

В лабораторных условиях из выбранных ферментных препаратов, представленных в таблице 2, были наработаны экспериментальные образцы полиферментных композиций (ПФК) с различными уровнями целлюлазы, пектин-лиазы и ксилаыазы, а также ближайший аналог. Наработанные образцы (таблицы 3-5) были испытаны в модельных опытах по исследованию процессов деструкции полисахаридов высокобелковых трав. Опыты проводили на люцерне (СВ - 35-28%), как наиболее трудносилосуемой культуре, поскольку содержание водорастворимых сахаров в ней в 1,5-2,0 раза меньше, чем в клевере (таблица 1).

Таблицы 3-10 иллюстрируют изобретение.

Для обоснования состава заявляемого полиферментного препарата были проведены исследования [18-19] по разрушению целлюлозы, гемицеллюлоз и пектиновых веществ, содержащихся в люцерне, на фоне различного уровня целлюлазы, пектин-лиазы и ксиланазы. В первую очередь, изучали влияние различного уровня целлюлазы - от 750 ед. (как в ближайшем аналоге) до 100 ед./кг люцерны, при одном и том же значении пектин-лиазы - 2030 ед./ кг на разрушение трудногидролизуемых полисахаридов люцерны (таблица 3).

Как видно из таблицы 3, под действием ферментов, входящих в состав как ближайшего аналога, так и ПФК, интенсифицируются процессы гидролиза сложных полисахаридов растительного сырья по сравнению с контрольным вариантом (люцерна без добавок). Снижение уровня целлюлазы с 750 ед. (ближайший аналог) до 300 ед./кг люцерны (ПФК) при постоянной величине ПлА не уменьшило показателей содержания водорастворимых сахаров, целлюлоз, гемицеллюлоз и несколько повысило образование водорастворимых пектиновых веществ (8,50 против 8,00%), несмотря на значительное снижение целлюлазы. Дальнейшее снижение уровня целлюлазы (150-100 ед./кг люцерны) уступало ближайшему аналогу и вариантам ПФП 1-3 по изучаемым показателям. Следует также отметить, что в ближайшем аналоге экспериментально установлено наличие ксиланазы, которая, как правило, является сопутствующим ферментом целлюлазы (таблица 2). Наличие ксиланазы в ближайшем аналоге и экспериментальных образцах ПФП практически не оказало существенного влияния на расщепление целлюлоз и гемицеллюлрз. Анализ представленных данных позволяет считать, что величина ЦлА, равная 300 ед. при обработке 1 кг люцерны, при постоянном значении пектин-лиазы, является достаточной, так как полученные результаты по образованию сахаров идентичны действию ближайшего аналога.

В таблице 4 представлены данные по эффективности действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня пектин-лиазы при установленном значении ЦлА (300 ед./кг) и сопутствующем ферменте ксиланазе (КсА=320 ед./кг). Известно, что пектин-лиаза осуществляет расщепление связей между метоксилированной полигалактуроновой кислотой и ксиланоарабаном, в результате чего образуется свободный растворимый пектин, увеличение которого свидетельствует о положительном воздействии пектин-лиазы на растительную ткань [20]. Снижение уровня пектин-лиазы с 2030 ед. (ближайший аналог) до 450 ед. (ПФК) на 1 кг люцерны при постоянной величине ЦлА (300 ед./кг) не выявило существенных изменений в образовании растворимой фракции пектина: 8,60% в ближайшем аналоге и 8,45-8,70% - в образцах ПФК, что свидетельствует о завышенном уровне пектин-лиазы в ближайшем аналоге. Дальнейшее снижение уровня пектин-лиазы (250 и 50 ед./кг) привело к уменьшению образования растворимого пектина - 8,0-7,5%. Полученные результаты позволяют заключить, что использование пектин-лиазы на уровне 450 ед./кг совместно с ЦлА, равной 300 ед./кг, то есть при соотношении ЦлА:ПлА=1,0:1,5, не уступает ближайшему аналогу по образованию конечных продуктов гидролиза.

В таблице 5 представлены результаты эффективности действия ПФК с установленными уровнями целлюлазы и пектин-лиазы в зависимости от активности ксиланазы, вводимой дополнительно в состав композиций, на разрушение полисахаридов люцерны. Как видно из таблицы 5, экспериментальные образцы ПФК превосходят ближайший аналог по образованию водорастворимых сахаров и пектинов, а также целлюлозы, гемицеллюлоз за счет увеличения в них уровня ксиланазы (с 1200 до 4000 ед./кг), участвующей в деградации гемицеллюлоз, а также совместно с целлюлазой и пектин-лиазой, в разрушении целлюлозы и пектиновых веществ. Наиболее оптимальным вариантом по уровню и соотношению ферментов следует считать образец ПФК-5 - ЦлА=300, ПлА=450 и КсА=1200 ед./кг люцерны, в котором соотношение ЦлА:ПлА=1,0:1,5, а - ЦлА:КсА=1,0:4,0.

Увеличение активности КсА с 1200 до 4000 ед./кг люцерны не выявило существенных преимуществ перед оптимальным вариантом по изучаемым показателям. Снижение уровня КсА с 1200 до 200 ед./кг привело к ухудшению полученных результатов по содержанию водорастворимых сахаров 2,33-1,9% против 2,50% (вариант 5), степени разрушения целлюлозы 6,30-6,15% против 5,8%, гемицеллюлоз 2,20-2,50% против 2,00%, растворимого пектина 8,00-8,80% против 9,12% (вариант 5).

В таблице 6 приведены лабораторные данные по качественной оценке силосов из люцерны [21-23], полученных с использованием ПФК в сравнении с ближайшим аналогом, причем диапазон соотношений ЦлА:ПлА был расширен от оптимального 1,0:1,5 до 1,0:1,1-1,9, а ЦлА:КсА соответственно от 1,0:4,0 до 1,0:3,6-4,4 с целью выявления допустимых пределов соотношений активностей ферментов в ПФК.

Представленные данные по качественной оценке силосов из провяленной люцерны, полученных с использованием ПФК в сравнении с ближайшим аналогом (вариант 2), свидетельствуют об их эффективности. Как видно из таблицы, использование ПФК с соотношениями ферментов ЦлА:ПлА=1,0:1,3-1,7 и ЦлА:КсА=1,0:3,8-4,2 (образцы 4-6) позволяет получать консервированные корма с величиной рН 4,37-4,41 против 4,51 в ближайшем аналоге, содержанием молочной кислоты 5,01-4,90% против 4,51%, уксусной 0,99-1,03% против 1,62%, и пониженным содержанием аммиака 0,063-0,070% против 0,106% (ближайший аналог) соответственно. Образцы ПФК (варианты 3 и 7), имеющие соотношения ферментов, отличающиеся от упомянутых, хотя и превосходят ближайший аналог по некоторым показателям (аммиак, молочная кислота), уступают им.

В таблице 7 показаны данные, полученные в опытных условиях ВНИИкормов, по сохранности и качеству силосов из люцерны с использованием ПФК по заявляемому решению в сравнении с ближайшим аналогом оценку силосов проводили по действующим методам [22-25]. Анализируя полученные результаты, следует отметить, что по сохранности сухого вещества (СВ) и протеина опытные варианты превосходят ближайший аналог. Так, сохранность протеина в образцах силосов вариантов 3-5 составила 94,0-95,0 против 84,0% в ближайшем аналоге, а СВ - 94,6-95,0 против 86,0% соответственно. Также установлено в них повышенное содержание молочной кислоты (2,57-2,62%) по сравнению с ближайшим аналогом (1,65%), при наилучшем соотношении молочной и уксусной кислот (78,8/21,2 и 81,8/18,2), что свидетельствует о высокой эффективности полиферментных композиций. Соотношение органических кислот в силосе с применением ближайшего аналога составило 50,8/43,1, и, хотя произошло подкисление его до рН 4,2, преимущественного развития молочнокислого брожения не было обеспечено.

В таблице 8 представлены данные по сохранности, переваримости и питательности силосов из люцерны, полученных с использованием ПФК и ближайшего аналога [26-30]. Из таблицы 8 следует, что наилучшие результаты по переваримости питательных веществ силосов получены с применением ПФК по заявляемому решению (варианты 3-5) в сравнении с ближайшим аналогом. Так, переваримость сухого вещества силосов составила 67,5-68,0 против 60,8% в ближайшем аналоге; переваримость сырых питательных веществ - протеина, клетчатки, жира и БЭВ - в опытных силосах находилась на уровне 77,2-78,1%; 62,4-63,7%; 87,2-87,7% и 67,2-67,8% против 72,4%; 53,1%; 69,6% и 63,6% в контрольном соответственно. Отмечена тенденция к улучшению питательности опытных силосов в сравнении с ближайшим аналогом, а по содержанию переваримого протеина опытные варианты значительно превосходили его - 20,9-21,4 г/кг против 17,1 г/кг.

Таким образом, использование полиферментных композиций заявляемого состава и соотношения ферментов позволяет за счет расширенного спектра их действия на трудногидролизуемые полисахариды сырья получать силосы из люцерны более высокого качества, особенно по сохранности и переваримости питательных веществ, чем при применении ближайшего аналога.

Эффективность полиферментной композиции по заявляемому решению была изучена также и при силосовании клевера лугового (таблицы 9-10).

Как видно из таблицы 9, использование ПФК при консервировании провяленного клевера подтвердило его высокую эффективность, о чем свидетельствуют данные по снижению величины рН опытных вариантов силосов (3-5) до 4,20-4,30 против 4,60 в контроле и содержанию аммиака до 0,038-0,042 против 0,098%, по значительному увеличению уровня молочной кислоты - 1,03-1,34 в сравнении с контролем - 0,34% и отсутствию в опытных силосах масляной кислоты. Отмечено в них также повышение уровня протеина до 21,00-21,80 против 19,07% и снижение содержания клетчатки с 26,17% в силосе без добавок до 23,20-23,96% (варианты 3-5). Образцы ПФК (2 и 6), отличающиеся от заявляемых вариантов уровнем и соотношением ферментов, уступают оптимальным вариантам, но превосходят силосы без добавок.

Данные таблицы 10 убедительно свидетельствуют о высокой эффективности ПФК при консервировании клевера, что подтверждается результатами по переваримости и питательности опытных силосов (варианты 2-4). Так, переваримость СВ в них составила 70,1-71,0%, протеина - 78,4-79,1%, клетчатки 64,9-65,4%, жира 64,1-64,9%, БЭВ - 75,4-75,9% против 68,4%; 76,0%; 62,9%; 63,0%; 74,6% в силосе без добавок. По питательности опытные силосы значительно превосходили контрольный вариант, который в 1 кг СВ содержал 0,87 корм. ед. и 10,3 МДж ОЭ, тогда как в опытных вариантах эти показатели находились в пределах 0,95-0,96 корм. ед. и 10,8-10,9 МДж ОЭ. Необходимо отметить, что силосы по вариантам 1 и 5, которые не относятся к разряду заявляемых, хотя и уступают им, также характеризуются высокими показателями питательности (0,93-0,92 корм. ед., 10,7-10,6 МДж ОЭ).

На основании заявленного решения по предлагаемому изобретению был установлен состав полиферментной композиции на основе целлюлазы, пектин-лиазы и ксиланазы с учетом их величин и соотношений: ЦлА=1000 ед./г, ПлА=1300-1700 ед./г, КсА=3800-4200 ед./г, то есть ЦлА:ПлА=1,0:(1,3-1,7) и ЦлА:КсА=1,0:(3,8-4,2). Полиферментная композиция была испытана в полупроизводственных и производственных условиях при силосовании люцерны и клевера.

Таблица 3Эффективность действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня целлюлазы
Варианты	Ферментативная активность, ед./кг люцерны	Соотношение ЦлА:ПлА	Содержание углеводов, %
ЦлА	ПлА	КсА	водорастворимые сахара	целлюлоза	гемицеллюлозы	водорастворимый пектин
Люцерна без добавок	-	-	-	-	1,62	7,04	2,80	7,75
Люцерна + ближайший аналог	750	2030	450	1:3,0	2,00	6,70	2,70	8,00
1. Люцерна+ПФК-1	600	2030	645	1:3,4	1,90	6,70	2,60	8,55
2. Люцерна + ПФК-2	450	2030	487	1:4,5	1,95	6,65	2,70	8,50
3. Люцерна + ПФК-3	300	2030	320	1:6,8	2,00	6,65	2,70	8,50
4. Люцерна + ПФК-4	150	2030	160	1:13,5	1,75	6,80	2,80	7,90
5. Люцерна + ПФК-5	100	2030	107	1:20,3	1,70	7,00	2,80	7,75

Таблица 4Эффективность действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня пектин-лиазы
Варианты	Ферментативная активность, ед./кг люцерны	Соотношение ЦлА:ПлА	Содержание углеводов, %
ЦлА	ПлА	КсА	водорастворимые сахара	целлюлоза	гемицеллюлозы	водорастворимый пектин
Люцерна без добавок	-	-	-	-	1,62	7,04	2,80	7,75
Люцерна + ближайший аналог	750	2030		1:3,00	2,00	6,70	2,70	8,60
1. Люцерна+ПФК-1	300	1700	320	1:5,70	1,95	6,60	2,65	8,60
2. Люцерна + ПФК-2	300	1400	320	1:4,70	1,90	6,65	2,65	8,50
3. Люцерна+ПФК-3	300	1100	320	1:3,70	1,90	6,70	2,70	8,45
4. Люцерна + ПФК-4	300	800	320	1:2,70	1,95	6,65	2,65	8,68
5. Люцерна + ПФК-5	300	450	320	1:1,50	2,00	6,65	2,70	8,70
6. Люцерна + ПФК-6	300	250	320	1:0,83	1,80	6,70	2,70	8,00
7. Люцерна + ПФК-7	300	50	320	1:0,17	1,80	6,65	2,70	7,75

Таблица 5Эффективность действия ферментов на деградацию полисахаридов люцерны в зависимости от уровня ксиланазы
Варианты	Ферментативная активность, ед./кг люцерны	Соотношение	Содержание углеводов, %
ЦлА	ПлА	КсА	ЦлА:ПлА	ЦлА:КсА	Водорастворимые сахара	целлюлоза	гемицеллюлоза	Водорастворимый пектин
Люцерна без добавок	-	-	-	-	-	1,62	7,04	2,80	7,75
Люцерна + ближайший аналог	300	2030	450	1:3,00	1:0,60	2,00	6,70	2,70	8,60
1. Люцерна + ПФК-1	300	450	4000	1:1,5	1:13,30	2,50	5,80	2,00	8,70
2. Люцерна + ПФК-2	300	450	3200	1:1,5	1:10,67	2,50	5,80	2,10	8,70
3. Люцерна + ПФК-3	300	450	2400	1:1,5	1:8,00	2,40	5,80	2,00	9,00
4. Люцерна + ПФК-4	300	450	1600	1:1,5	1:5,30	2,50	5,80	2,00	9,00
5. Люцерна + ПФК-5	300	450	1200	1:1,5	1:4,00	2,50	5,80	2,00	9,12
6. Люцерна + ПФК-6	300	450	800	1:1,5	1:2,66	2,33	6,30	2,20	8,80
7. Люцерна + ПФК-7	300	450	400	1:1,5	1:1,33	2,00	6,10	2,40	8,40
8. Люцерна + ПФК-7	300	450	200	1:1,5	1:0,67	1,90	6,15	2,50	8,00

Таблица 6Показатели качества силосов при ферментативной обработке люцерны по заявляемому решению
Варианты	Ферментативная активность, ед./кг люцерны	Соотношение	Выделено газов брожения, л/кг СВ	pH	Содержание, %
ЦлА	ПлА	КсА	ЦлА:ПлА	ЦлЛ:КсА	аммиака	органических кислот
молочной	уксусной	масляной
1. Люцерна без добавок СВ=25,85%	-	-	-	-	-	12,1	4,80	0,123	3,86	0,94	0,27
2. Ближайший аналог	750	2030	450	1,0:3,0	-	10,2	4,51	0,106**	4,51	1,62	0,00
3. Люцерна + ПФК	300	330	1080	1,0:1,1	1,0:3,6	11,0	4,63	0,087	4,50	0,95	0,00
4. Люцерна + ПФК*	300	390	1140	1,0:1,3	1,0:3,8	9,1	4,40	0,070	5,01	0,99	0,00
5. Люцерна + ПФК*	300	450	1200	1,0:1,5	1,0:4,0	9,2	4,37	0,063	4,94	1,03	0,00
6. Люцерна + ПФК*	300	510	1260	1,0:1,7	1,0:4,2	9,2	4,41	0,068	4,90	1,01	0,00
7. Люцерна + ПФК	300	570	1320	1,0:1,9	1,0:4,4	10,85	4,58	0,081	4,80	1,01	0,00
Примечание 1 - ПФК* - вариант ПФК но заявляемому решениюПримечание 2 - ** соответствует 12% азота аммиака к общему азоту

Таблица 7Сохранность и качество силосов из люцерны с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению
	Соотношение		Сохранность, %	Содержание, %	Соотношение кислот-молочная: уксусная
Варианты, ферментативная активность, ед./кг люцерны	ЦлА:ПлА	ЦлА:КсА	рН	протеина	СВ	аммиака	молочной	уксусной	масляной
Силос с добавкой:
1. Ближайший аналог ЦлА=750, ПлА=2030	1,0:3,0	-	4,20	84,0	86,0	0,058	1,65	1,40	0,2	50,8:43,1
2. ПФК ЦлА=300, ПлА=330, КсА=1080	1,0:1,1	1,0:3,6	4,40	90,0	91,3	0,065	2,23	0,9	0	71,2:28,8
3. ПФК* ЦлА=300, ПлА=390, КсА=1140	1,0:1,3	1,0:3,8	4,30	94,0	95,0	0,060	2,57	0,57	0	81,8:18,2
4. ПФК* ЦлА=300, ПлА=450, КсА=1200	1,0:1,5	1,0:4,0	4,25	94,5	94,8	0,060	2,62	0,60	0	81,4:18,6
5. ПФК* ЦлА=300, ПлА=510, КсА=1260	1,0:1,7	1,0:4,2	4,30	95,0	94,6	0,058	2,60	0,70	0	78,8:21,2
6. ПФК ЦлА=300, ПлА=570, КсА=1320	1,0:1,9	1,0:4,4	4,37	89,0	92,0	0,068	2,44	0,72	0	77,2:22,8
Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению

Таблица 8Показатели переваримости силосов из провяленной люцерны (СВ=36,4%), полученных с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению
Варианты, ферментативная активность, ед./кг люцерны	Соотношение	Переваримость, %	Питательность 1 кг СВ	Содержание переваримого протеина, г/кг СВ
ЦлА:ПлА	ЦлА:КсА	СВ	сырых питательных веществ	корм. ед.	МДж ОЭ
протеина	клетчатки	жира	БЭВ
Силосование с добавкой:
1.Ближайший аналог ЦлА=750, ПлА=2030	1,0:3,0	-	60,8	72,4	53,1	69,6	63,3	0,91	10,6	17,1
2. ПФК ЦлА=300, ПлА=330, КсА=1080	1,0:1,1	1,0:3,6	64,9	73,1	62,0	84,0	66,2	0,91	10,6	19,8
3. ПФК* ЦлА=300, ПлА=390, КсА=1140	1,0:1,3	1,0:3,8	67,5	77,2	62,4	87,7	67,8	0,93	10,7	21,4
4. ПФК* ЦлА=300, ПлА=450, КсА=1200	1,0:1,5	1,0:4,0	68,0	78,1	63,0	87,2	67,4	0,92	10,6	20,9
5.ПФК* ПлА=300, ПлА=510, КсА=1260	1,0:1,7	1,0:4,2	67,9	77,4	63,7	87,0	67,2	0,93	10,7	21,0
6. ПФК ЦлА=300,ПлА=570, КсА-1320	1,0:1,9	1,0:4,4	65,1	73,8	61,8	85,4	66,0	0,90	10,5	19,6
Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению

Таблица 9Химический состав и качество силоса из провяленной массы клевера лугового в фазе бутонизации с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению
Вариант	Соотношение	Содержание питательных веществ, % СВ	рН	Содержание, %
сухого вещества	сырых питательных веществ
ЦлА:ПлА	ЦлА:КсА	протеина	клетчатки	жира	золы	БЭВ	аммиака	органических кислот
молочной	уксусной	масляной
1. Силос без добавок (контроль)	-	-	35,08	19,07	26,17	4,01	10,44	40,31	4,60	0,098	0,34	0,088	0,04
2. Силос с добавкой ПФК	1,0:1,1	1,0:3,6	35,10	20,80	24,6	4,08	9,70	40,82	4,37	0,059	1,03	0,48	0
3. Силос с добавкой ПФК*	1,0:1,3	1,0:3,8	36,20	21,80	23,2	4,18	10,00	40,82	4,20	0,038	1,22	0,52	0
4. Силос с добавкой ПФК*	1,0:1,5	1,0:4,0	36,15	21,03	23,96	4,20	10,12	40,69	4,20	0,042	1,34	0,48	0
5. Силос с добавкой ПФК*	1,0:1,7	1,0:4,2	36,00	21,00	23,80	4,46	9,90	40,84	4,30	0,040	1,24	0,47	0
6. Силос с добавкой ПФК	1,0:1,9	1,0:4,4	35,40	20,40	24,20	4,02	9,00	42,38	4,41	0,052	0,98	0,42	0
Примечание - ПФК* - варианты ПФК по заявляемому решению

Таблица 10Переваримость и питательность силосов из клевера (СВ -38,9%), полученного с использованием полиферментной композиции по заявляемому решению
Вариант	Соотношение	Переваримость, %	Питательность 1 кг СВ
ЦлА:ПлА	ЦлА:КсА	СВ	сырых питательных веществ в СВ	корм. ед..	МДж ОЭ
протеина	клетчатки	жира	БЭВ
Силос без добавок	-	-	66,5	75,8	62,1	62,3	73,6	0,87	10,3
Силос с добавкой:
1. ПФК	1,0:1,1	1,0:3,6	68,4	76,0	62,9	63,0	74,6	0,93	10,7
2. ПФК *	1,0:1,3	1,0:3,8	70,1	78,4	65,4	64,9	75,6	0,96	10,9
3. ПФК *	1,0:1,5	1,0:4,0	70,1	79,0	65,0	64,1	75,4	0,96	10,9
4. ПФК *	1,0:1,7	1,0:4,2	71,0	79,1	64,9	64,8	75,9	0,95	10,8