Альтернативные корма для животных

Корм — самая крупная статья затрат и самый крупный экологический след в животноводстве, поэтому замещение обычных компонентов — сои, рыбной муки, зерна — привлекает постоянные усилия. Кандидаты — мука из насекомых, микробная биомасса, водоросли и морские макроводоросли, а также извлечённые потоки пищевой переработки. Кто из них кому подходит, решает пищеварительная физиология.

Две пищеварительные системы, два набора правил

Моногастричное животное — свинья, курица, рыба — переваривает корм собственными ферментами. Аминокислотный профиль кормового белка поэтому важен напрямую, антипитательные факторы действуют на само животное, а плохо переваримый белок просто пропадает.

Жвачное содержит в рубце крупную микробную популяцию, сбраживающую корм до того, как животное его переварит. Эти микробы синтезируют собственный белок из кормового азота, включая небелковый вроде мочевины, а животное затем переваривает микробов. Следствие в том, что жвачное куда менее чувствительно к аминокислотному качеству кормового белка, поскольку ест своих микробов, а не свой корм. Зато оно соответственно чувствительнее к структуре клетчатки: рубцу нужна физически эффективная клетчатка для поддержания жвачки и буферизации pH, а рацион, слишком богатый быстро сбраживаемым крахмалом, вызывает ацидоз.

Значит, новый белок, хорошо сбалансированный, но дорогой, место которому в рационах моногастричных, а волокнистый материал низкого качества — в рационах жвачных. Обратное распределение материал растрачивает.

Долю ввода ограничивает нечто конкретное

Новые корма редко ограничены самим белком. Их ограничивает поимённо названная составляющая.

Мука из насекомых несёт хитин, который плохо переваривается и разбавляет рацион; её липидная фракция сильно насыщена. Микроводоросли несут много РНК и жёсткие клеточные стенки. Макроводоросли несут очень много золы и отдельные минеральные вещества, прежде всего йод, который переходит в молоко и яйца и способен вывести потребителя за верхний допустимый уровень. Рапсовые и другие жмыхи крестоцветных несут глюкозинолаты; хлопковый жмых — госсипол; извлечённые хлебопекарные потоки — соль и сахар. Каждое из этих обстоятельств задаёт предельный процент ввода, никак не связанный с питательной ценностью материала.

Регулирование ограничивает отрасль независимо. То, что можно скармливать какому виду, — особенно в части переработанных животных белков и пищевых отходов — ограничено по соображениям контроля болезней, вытекающим из путей передачи, а не из питания.

Механизм действия водорослей на метан

Самый ясный механистический результат в этой области касается не белка, а кишечного метана. Метан образуется в рубце метаногенными археями, восстанавливающими CO₂ водородом, который выделяется при брожении. Последнюю стадию катализирует метил-кофермент-M-редуктаза, фермент с никельсодержащим кофактором.

Некоторые красные водоросли рода Asparagopsis накапливают бромоформ и родственные галогенированные аналоги метана. Они являются структурными аналогами субстрата фермента и ингибируют его, поэтому метаногенез подавляется при очень малых долях ввода — по-настоящему специфичный механизм на уровне мишени, а не общий эффект рациона.

Открытые вопросы столь же конкретны, и их стоит назвать: сохраняется ли подавление по мере адаптации микробиома рубца при долгом скармливании, куда уходит высвободившийся водород, каковы стабильность и остаточное поведение самого бромоформа и способно ли культивирование дать нужные объёмы. Механизм сомнений не вызывает; вопрос в устойчивости эффекта и в практичности.