Повышение конкурентоспособности казахстанской сельскохозяйственной продукции через техническую и технологическую модернизацию производства является важнейшей задачей национального проекта «Развитие Агропромышленного комплекса на 2013–2020 годы, «Агробизнис-2020» [1].
В связи со значительным повышением требований к рентабельности животноводческой отрасли все большую актуальность приобретает повышение степени конверсии кормов, направленное на улучшение функционирования пищеварительной и иммунной систем. Получение экологически чистой комбикормовой продукции ведет к необходимости отказа от стимулирующих, гормональных, антибиотических и других фармакологических препаратов, обладающих кумулятивным действием и способных передаваться человеку через потребляемые продукты животноводства. Этим требованиям отвечает природная биологически активная добавка – суспензия микроскопической водоросли хлорелла. Ее действие основано на естественном сочетании природных стимулирующих и биологически активных веществ, выделяемых клетками в культуральную среду (суспензию). Ранее стимулирующий эффект хлореллы не использовался ее скармливания в пасты или порошка. Получаемая белково-углеводная масса является трудно усвояемой вследствие значительной толщины клеточных стенок (до 1 мкм при диаметре клетки 1,5...10 мкм), для разрушения которых требуется термическая обработка, повышающая энергозатраты и снижающая биологическую ценность продукта.
Поэтому перспективным является использование хлореллы в виде суспензии, содержащей природный антибиотик хлореллин, арахидоновую кислоту, хлон «А», а также аминокислоты, витамины, ферменты и другие вещества, выделение которых клетками наиболее интенсивно в начальном периоде роста. Наиболее эффективным представляется ввод суспензии хлореллы в состав комбикормов[2].
Суспензия хлореллы оказывает воздействие на все биологические и биохимические функции организма (улучшение обменных процессов, повышение сопротивляемости организма, способности к детоксикации эндо- и экзотоксинов и т.д.). Суспензия хлореллы в желудочно-кишечном тракте становится оптимальной питательной средой, на которой бурно развиваются молочнокислые бактерии, а также является природным иммунопробиотиком [3].
Цель исследования. Подбор и культивирования эффективного штамма с целью получения биомассы в лабораторных условьях.
Материалы и методы исследования
Материалом исследований служили штаммы микроводоросли ARU-04, ARU-07 и Штамм А. Исследования проведена по методике «Методика лабораторного культивирования водорослей» [4].
Культивирование микроводоросли осуществляется в питательной среде по специально приготовленному рецепту.
Производство суспензии включает следующие стадии:
– в емкость с питательной средой вводят маточную культуру микроводоросли;
– ежедневно в емкость добавляют питательные компоненты и раствор углекислого газа;
– первая порция суспензии готова к использованию через 3-4 дня;
– в последующие дни часть готовой суспензии используется в кормлении животных, а часть остается в емкости для последующей культивации (процесс повторяется ежедневно).
Результаты иследования и их обсуждение
Подобранный штамм ARU-07 отличаются планктонными свойствами, то есть возможностью свободного парения и равномерного распределения клеток в культуральной среде. Они не очень требовательны к питательной среде, что позволило создать принципиально новую биотехнологию выращивания микроводорослей, которые используются в животноводческих хозяйствах и в цехах по культивированию штамм хлореллы.
Наряду с этим преимуществом данной планктонной формы хлореллы является исключительная приспособленность к условиям аквакультуры. Достоинство нового штамма заключается в том, что насыщение культуры углекислым газом идет биологическим путем. Свободное парение и равномерное распределение в водной толще позволяет отказаться от механического перемешивания суспензии.
Культивирование хлореллы начинается с момента включения ламп искусственного освещения. Мы использовали лампу ДНаТ-250. Достаточное минимальное время освещения 10–12, оптимальное – 16–18 часов.
Для получения биомассы с учетом штаммов микроводорослей в лабораторных условиях исследования проводили в трех вариантах:
1) для культивирование микроводорослей опыт поставили на 3, 4, 5 суток.
2) ежедневно на протяжении определенного времени на 1 л питательную среду вводили углекислого газа (CO2) в количестве 10 мл, 15 мл, 20 мл.
3) микроводорослей культивировали в температуре 25 °, 28 °, 35 °.
В результате исследований определены оптимальные условия культирования микроводорослей Chlorella vulgaris: оптимальная температура для их роста составило от 28 до 30 °С, установлено что, свыше 35 °С биомасса микроводорослей перестают культивироваться. Оптимальная доза углекислого газа не должно превышать 15 мл в сутки. Суспензия Штамм ARU-07 имела темно-зеленую окраску.
Для аэрации биомассы микроводорослей необходимо компрессоры. Лабораторные исследования показали, что температурная устойчивость конкретных видов водорослей довольно велика, но их интенсивный рост происходит в довольно узком температурном диапазоне.
Выводы
Таким образом, для культивирования эффективного штамма с целью получения биомассы в лабораторных условьях был подобран штамм ARU-07. Которая, оптическая плотность составляла в течение 4 суток 1,7 %.