Метаболиты роста

В крае запатентован новый способ выращивания ремонтных телок, который включает в молочное кормление телят добавку из метаболитов полезных бактерий. Молодой ученый ФАНЦА Иван ПУШКАРЕВ набрел на эту идею случайно, собрал для проекта команду, и за несколько лет родилась технология, уже доказавшая эффективность в промышленных условиях. Рассказал Иван и о других своих изысканиях, а также о главной профессиональной мечте.

Полезный старт

Разработка, как рассчитывает ее создатель, поможет животноводам с меньшими затратами получать более крепкий и рослый ремонтный молодняк КРС молочных пород, значительно сокращая при этом срок первого осеменения первотелок. Способ подразумевает кормление ранних телочек (1-3 месяца) молоком или молозивом с добавлением в него метабиотического препарата, получаемого от полезных бактерий двух штаммов Bacillus pumilus и Kluyveromyces lactis.

«На рынке есть ряд добавок, которые в раннем возрасте стимулируют деятельность ЖКТ, что крайне важно для формирования организма, в том числе рубца. В их числе пробиотики, пребиотики, фитобиотики и симбиотики. Наука постоянно идет вперед в этом направлении через подбор штаммов и экстрактов, питательных сред и их комбинаций. Так, в 2019 году я выступал с докладом на конференции в Кемерово и заметил стенд, где впервые прочел о метабиотиках, о которых раньше не слышал. Сфотографировал стенд, а как вернулся, стал вникать в тему. Она более широко представлена в человеческой медицине. И я стал думать, как найти ей применение в животноводстве, – объясняет Иван Пушкарев. – Во-первых, метабиотики действуют быстрее. Например, пробиотикам нужно больше времени, чтобы они сначала заселились и создали в ЖКТ свою колонию. Но там уже присутствуют свои, естественные колонии. Есть масса различных очень полезных штаммов бактерий, которые могли бы синтезировать метаболиты, но они просто не приживаются в желудке. Однако, если выделить их заранее и дать организму в виде метабиотиков, будет совсем другой эффект».

Метабиотику нет нужды приживаться в ЖКТ, поскольку это не сами бактерии, а полезные продукты их жизнедеятельности. Потому любая микрофлора, по словам Ивана, реагируют на них положительно. Установлено, что полезные метаболиты при наличия в них антимикробных веществ вступают в конфликт только с патогенами. Что в целом идет только на пользу.

Метаболиты синтезируют при ферментации в простом биореакторе, где производящие их бактерии не конкурируют с другими. Когда концентрация становится достаточно большой, их отделяют, например, через бактериальный фильтр, и метаболиты идут в будущую кормовую добавку. В данном случае – добавляются в молоко или молозиво.

Пока идея созревала, Ивану нужно было подобрать исходный материал – полезные штаммы бактерий и оборудование. В итоге и Иван вышел с этим вопросом на инжиниринговый центр «Промбиотех» при АлтГУ. Там как раз занимались похожей научной работой, но для обработки семян при посадке. В Центре откликнулись и вскоре подобрали для Ивана два потенциально подходящих штамма из своей коллекции.

«У нас сложился плодотворный союз. Три года уже работаем. Тем более в «Промбиотехе» для этого есть все необходимое оборудование. Когда мы впервые выделили метабиотики, то решили  по своей инициативе поставить опыт на телятах. Договорились с хозяйством «Комсомольское». Опять же филиал ФАНЦА, – продолжает Иван. – Там для нас отобрали телят около 10 дней, в том числе контрольную группу. Месяц пропоили, а затем приехали на перевеску. Все абсолютно достоверно. Взяли средний по группе рост живой массы– наши опередили контроль в среднем на 14,6%. Кроме того, наметилась и положительная тенденция по сохранности молодняка».

На следующий же год команда вышла с проектом на грант, и заявилась еще на два эксперимента. Их ставили уже на четырех группах телят, чтобы сравнить разработку с другими препаратами, а также увидеть экономику. Будущий алтайский препарат показал себя лучше конкурентов.  В обоих случаях у него была схожая с первым опытом положительная динамика. Энергия роста опытных телят во всех случаях оказалось лучше.

Патент был получен в рамках проектов на предоставление грантов Губернатора Алтайского края для разработки качественно новых технологий, создания инновационных продуктов и услуг в сферах переработки и производства пищевых продуктов, фармацевтического производства и биотехнологий. В соответствии с требованиями нашелся у ученых и новый индустриальных  партнер – ООО «Чарышское» Усть-Калманского района, которое согласилось софинансировать работу, а опыт отрабатывали здесь уже шире – на большем поголовье молодняка. И опять успешно.

На нынешнем этапе Ивану важно тщательно изучить сочетание и пропорции метаболитов в разработанном препарате-метабиотике, который даже названия пока не получил.

«Надеемся, что удастся улучшить состав, а еще – доказать, что сочетание определенных метаболитов более эффективно, чем, когда они включаются в добавку по отдельности. Надеемся получить по-настоящему полезный продукт широкого применения, – рассказывает Иван Пушкарев. – Еще одна задача сейчас  – увеличить срок годности добавки с помощью консервации. Здесь тоже ведем эксперименты».

Наука ради практики

У студенчества две крайности. На одном краю бьют баклуши, что-то учат и в последний момент кое-как сдают, а на следующий день забывают. Вторые же испытывают растущий интерес к своей теме. Из курсовых и рефератов у них последовательно растет добротный дипломный проект, а порой изыскания продолжаются, приводят в аспирантуру и к диссертации. Понятно, на каком краю был Иван Пушкарев. Сейчас он кандидат сельскохозяйственных наук, руководитель лаборатории зоотехнии «Алтайского НИИ животноводства и ветеринарии, входящего в ФАНЦА.

Диссертацию готовил и защищал по кормлению свиней. В родной Николаевке Петропавловского района его отец полжизни трудился столяром, а позднее занялся животноводством, в том числе свиноводством. Помогать ему Иван взялся еще в детстве, с тех пор очень полюбил животных и биологию. Как-то даже выиграл по предмету школьную олимпиаду. В 2013 году окончил БТФ АГАУ, в 2016-м – аспирантуру вуза, следом пришел в НИИ.
«Еще когда диплом делал, изучал морфо-биохимический состав крови свиней и искал при этом взаимосвязь с продуктивностью. – продолжает ученый зоотехник. – Смотрел, как кровь может косвенно указывать, какая свиноматка будет более плодовитой. Это еще не генетика, но эти исследования могут пригодиться при изучении кормовых добавок».

Будучи аспирантом, Иван одно время буквально жил на свиноферме в Смоленском районе. Сам кормил животных по своей методике, никому этого не доверял. В своей практике коснулся искусственного осеменения, в том числе занимался осеменением свиноматок. Параллельно писал научные статьи.

Ранее большим научным проектом Ивана стал опыт во многом схожий с нынешним: в учхозе «Пригородный» он внедрял в производство тканевый биостимулятор на основе тканей органов маралов: кровь, селезенка, печень, эмбрионы, другие органы. Препарат создали во Всероссийском НИИ пантового оленеводства, также входящем в ФАНЦА. Иван отрабатывал технологию на практике.

«Клетки, в данном случае еще живые, помещаются в холодильник и в результате стресса в них синтезируются биогенные вещества. Как их еще называют – вещества сопротивления. Похожие образуются, в том числе у человека, например при систематическом обливании холодной водой. И если эти вещества правильно извлечь, они способны стимулировать процессы уже в других организмах.

Далее при создании препарата используется ультразвуковая экстракция, благодаря чему удается увеличить концентрацию сухого вещества. Несколько схем тканевого биопрепарата отработали в учхозе на животных разных возрастов. Главный опыт – полный 18 месячный цикл выращивания ремонтного молодняка.

«Ежемесячно мы делали инъекции 30 животным и отслеживали изменения в четырех группах, в том числе в 10 контрольных. Основной эффект – увеличение привесов на 12%. Таким образом, мы отыграли, как минимум один месяц, в сроках прихода телок в хозяйственную зрелость. При этом кормление и условия содержания у опытных групп было точно такое же, как у остальных, – продолжает Иван. – Препарат также оказался дешевым и эффективным. Себестоимость одной инъекции вышла всего около 15 рублей. При его производстве использовался ультразвук, который позволяет в разы увеличить концентрацию сухого вещества. Действовал он более пролонгировано. Никаких уплотнений или раздражений на шкуре мы не увидели».

Плюс препарат позволил получить животных с более мобилизованным иммунитетом. Между ФАНЦА и учхозом «Пригородное» был заключен хоздоговор, поскольку Иван зафиксировал, что у прошедших эту терапию коров на сухостое задержание последа снизилось по времени по на 80%. Это обеспечило и внушительную экономию на ветпрепаратах. В целом опыт занял около пяти лет и успешно завершился в 2023 году.

Работа завершилась на диссертации Ивана. Дальше учхоза опыт пока не пошел. Молодой ученый свою работу выполнил, а что дальше? Вопрос о более масштабном внедрении остается открытым.

«Моя мечта, чтобы наука была не ради науки, а чтобы результаты изысканий внедрялись и дальше. Находили применения, приносили пользу», – резюмирует молодой ученый.

**
По программе для молодых ученых Иван Пушкарев получил жилищный сертификат и приобрел в Барнауле квартиру, три года назад закрыл жилищный вопрос. Научными изысканиями своими очень увлечен. Желаем, чтобы главная профессиональная мечта пусть не сразу, но сбывалась.

Источник: газета Алтайская нива, автор Глеб КОЛЕСНИКОВ