06.10.2025
Химические ингибиторы плесеней концентрированных кормов и зернового сырья: современные подходы и перспективы
Защита концентрированных кормов и их ингредиентов от разогрева и оплесневения представляет серьезный вызов для сельского хозяйства нашей страны, требующий комплексного подхода от оптимизации заготовки сырья на полях до создания условий для максимально долгого сохранения питательных свойств зерновых и животных ингредиентов.
Микотоксины оказывают прямое токсическое действие, вызывая поражения внутренних органов и иммуносупрессию, снижают качество и питательность кормового сырья (разрушение белков, жиров, витаминов), провоцируют респираторные проблемы и аллергии, дерматиты, способны проникать в организм человека через продукты питания.
Опасность представляют не только острые, но и субклинические микотоксикозы, которые ведут к падению продуктивности животных, ухудшению показателей их здоровья и снижению ответа на вакцинацию. Эффективная профилактика требует комплексного подхода, включающего контроль качества сырья, правильное хранение и упаковку в мешки с полиэтиленовым вкладышем, а также применение специализированных ингибиторов плесневых грибков в комбикормах в дозировке 0,1–0,9%. Фунгицидный механизм действия таких добавок реализуется за счет снижения pH корма (интенсивный рост плесеней происходит при pH 5–8), а также проникновения кислот в клетку в недиссоциированной форме с последующим нарушением метаболизма, денатурацией белков и угнетением выработки ферментов, хелатированием металлов (Ca, Mg, Fe), необходимых для роста мицелия.
Вехи истории
Задолго до того, как кислоты стали широко использоваться в промышленности для сохранения кормов, их уже применяли на практике.
Документально зафиксированные случаи применения неорганических кислот для консервации кормов относятся к 1920–1930 гг. Они пришли на смену дорогостоящему досушиванию сырья, а также препятствовали самосогреванию зерна, ведущему к порче и контаминации микотоксинами. В 1927–1928 гг. финским биохимиком Арттури Илмари Виртаненом, нобелевским лауреатом в области химии 1945 г., было впервые научно обосновано консервирующее действие неорганических кислот (серной и соляной) на корма: подкисление pH ниже значения 4,0 подавляет рост бактерий и плесеней в силосе. Имя химика было положено в аббревиатуру известного препарата АИВ (AIV), особенно эффективного для консервации кормов в холодном климате. С 1950-х гг. из-за коррозии оборудования и опасности ожогов серная и соляная кислоты были вытеснены органическими — пропионовой и муравьиной. Виртанен также разработал AIV-2 — комбинацию кислот с формиатом натрия.
Первые научные работы в области изучения противомикробного и фунгицидного действия отдельных органических кислот для производства кормов для животных были опубликованы в 30–40-х гг. прошлого века. Уже в 1940-х в США и Европе начались эксперименты по обработке зерна кислотами для предотвращения плесневения.
В 1960–1980 гг. мировая промышленность значительно нарастила производство кормовых добавок на основе органических кислот и их солей. В некоторых средствах на основе пропионовой кислоты сегодня вводится как вспомогательное вещество аммиак: как например, его содержит жидкое средство для консервации влажного зерна и комбикормов Лупро-Грэйн (BASF).
С появлением препаратов органических кислот доля неорганических кислот уменьшилась, хотя эти средства до сих пор хороши для решения отдельных задач, в частности для санации оборудования и обработки сырья с высокой влажностью. Фосфорная кислота вводится в количестве 0,1–0,5% в премиксы, используется как компонент жидких консервантов для силоса и др. Бисульфиты включаются в состав некоторых специализированных добавок и применяются для обработки белкового сырья. В некоторых странах в кормопроизводстве используется серная кислота (сернокислая обработка жмыхов была впервые опробована в СССР в 1965 г.).
Пропионовая кислота показала себя как эффективное фунгицидное средство. Компании Dow Chemical (США) и BASF (Германия) совершили прорыв, начав промышленный выпуск пропионовой кислоты для кормовой индустрии.
В 1960 г. компания BASF (Германия) ввела в эксплуатацию установку для получения пропионовой кислоты. Лупросил стал первым промышленным консервантом BASF для консервирования цельного зерна с влажностью 15–40%, а также для предотвращения плесневения сена, консервации кормосмесей и комбикормов. Основу композиции составляет пропионовая кислота.
Десять лет спустя на мировом рынке уже присутствовали коммерческие кормовые консерванты на основе пропионовой кислоты, ее солей, а также различные смеси пропионовой кислоты с муравьиной и уксусной кислотами.
Кроме компании BASF как крупнейшего производителя пропионовой кислоты, на развитие данного сектора сильно повлияла деятельность Kemin Industries (США), а также Perstorp (Швеция).
Компания Perstorp выпустила коммерческий консервант на основе пропионовой кислоты ПроМир (комбинацию пропионовой и муравьиной кислот с формиатами для усиления антибактериального эффекта) в жидкой и сухой форме. Начиная с 50-х годов прошлого века компания производит муравьиную кислоту, а с начала 60-х реализует смеси на ее основе в качестве консервантов для силоса и кормов.
Консерванты для ингибирования плесеней на основе пропионовой кислоты в комбинации с другими органическими кислотами и их солями компания Kemin Industries вывела на рынок в 1960-х гг. Было установлено, что пропионовая кислота не только эффективно снижает pH при внесении в зерно, комбикорма и силос, но и способна блокировать синтез эргостерина в клетках грибов, предотвращает вторичную ферментацию силоса. А главное, она безопасна для животных.
Эволюция технологий шла по пути от создания монопрепаратов пропионовой кислоты к синергетическим комбинированным кислотным смесям, к внедрению в практику микрокапсулированных добавок, созданию буферных и синергетических смесей с применением эфирных масел и других соединений, средств пролонгированного действия с высоким профилем безопасности.
При производстве микрокапсулированных добавок на основе кислот используется принцип матричных систем на основе полимера или липидов (в т.ч. липосомы и альгинатные микросферы), а также многослойное капсулирование с защитными оболочками (хитозан, альгинаты, желатин), обеспечивающее ступенчатое высвобождение в желудочно-кишечном тракте животных. Это значительно расширяет спектр применения органических кислот в кормовых добавках.
С ростом населения планеты и при высоких погодных рисках в условиях меняющегося климата консерванты кормов становятся все более востребованными. По данным GMI, размер мирового рынка кормов различных категорий, содержащих органические кислоты, в 2023-м достиг отметки в стоимостном выражении 2,2 млрд USD. К 2030 г. он может составить 3 млрд USD.
Помимо создания химических ингибиторов плесеней, ученые ведут разработки в других областях. В том числе в целях дезинфекции кормов от плесени рассматривается газовая обработка. Она возможна, однако имеет ряд ограничений и требует специального оборудования и финансовых затрат. Озон эффективен в отношении пенициллиновых и аспергилловых грибков, частично разрушает афлатоксины, однако не подходит для длительной защиты, окисляет витамины и жиры корма. Углекислый газ, используемый в модифицированной газовой среде (МГС) для хранения, способен на 70–80% подавлять плесневение, однако требует особой герметичности упаковки. Аммиак эффективно устраняет афлатоксины и 99% микроорганизмов в зерне, но требует длительной экспозиции, ухудшает вкус корма и является канцерогеном. Примеры применения: озонирование зерна перед хранением, дезинфекция комбикормов в производственной линии, длительное хранение премиксов и дорогих кормов в вакуумных мешках с модифицированной газовой средой.
Пользоваться средствами на основе кислот дешевле и проще. Однако предполагается, что в будущем будут использоваться гибридные методы, сочетающие химические и физические методы обработки (холодная плазма, УФ, озонирование, МГС). На крупных птицефабриках возможно внедрение обработки комбикормов холодной плазмой (частично ионизированным газом, генерированным электрическими разрядами) на ленточном транспортере. Ее механизм действия — уничтожение плесеней, бактерий и вирусов за счет активных форм кислорода и азота, разрушение афлатоксинов и ДОН. Первые подобные методики были успешно протестированы в ЕС и США в 2022–2023 гг.
Не за горой усиление роли добавок на основе полезных бактерий, в том числе с добавлением ферментов.
Для консервирования плющеного зерна разработан ряд специализированных микробиологических кормовых добавок. Например, препарат Биотроф-600 («БИОТРОФ»), закладываемый в плющеное зерно в дозировке 5 л рабочего раствора на одну тонну, способен сокращать численность гнилостных бактерий и плесеней до минимума.
Рынок меняется
Ключевыми игроками рынка химических консервантов кормов на мировом рынке являются компании BASF (Германия), Kemin (США), Perstorp (Швеция), Adisseo a Blue Star Company (штаб-квартира в Китае), Impextraco (Испания), Eastman Chemical Company (США) и др.
С 2022–2023 гг. зарубежные производители кормовых добавок массово ушли из России, а освободившуюся нишу активно начал осваивать российский бизнес.
В процессе импортозамещения химических консервантов кормов участвует продукция «Апекс Плюс», «АгроВитЭкс», ТД «Агросистема», НПП «Вик пласт», «Кормовит», «НЕРОХИМ», «Нордикс», ПО «Сиббиофарм», «ТекноФид» и других производителей.
Огромный вклад в мониторинг плесеней в России и в мире вносит деятельность компании Alltech, внедряющей методы лабораторного анализа, охватывающего свыше 37 микотоксинов, а также экспресс-тесты (которые возможно применять на элеваторах), дающие результат уже за 10–15 минут, системы микробиологического риска на предприятиях по выращиванию животных. Такой синтез науки и практики в сочетании с новейшими методами обработки информации позволяет лучше защитить здоровье животных и человека.
Грибковая контаминация и фунгицидные агенты
Развитие плесневой микрофлоры может протекать в различных диапазонах температуры и влажности в присутствии кислорода. Некоторые представители рода Mucorales растут в беcкислородной среде.
Большинство грибков прекрасно размножаются при температуре +20…+30°С. Однако есть и термофильные виды: A. fumigatus неплохо себя чувствует даже до +45°С). Благоприятный уровень влажности для размножения плесеней в зерне — свыше 14%, оптимальный для роста грибков — 18–25%.
Наиболее распространенными и опасными плесневыми грибами в комбикормах являются представители родов Aspergillus, Penicillium и Fusarium. Их развитие приводит не только к потере питательной ценности кормов, но и к накоплению в сырье опасных микотоксинов. Эффективная профилактика требует комплексного подхода, включающего контроль качества сырья, правильное хранение и применение специализированных ингибиторов плесневых грибов.
Аспергиллы являются доминирующим видом и хорошо размножаются в зерновых ингредиентах комбикормов при температуре +25…+40°С. Наибольший вред приносят представители A. flavus, A. parasiticus, которые продуцируют афлатоксины, A. niger (вырабатывает охратоксины), а также A. fumigatus (может вызывать респираторные заболевания).
Касательно аспергилл эффективны пропионовая и сорбиновая кислота, в том числе их соединения в комбинациях. Пенициллы распространены в странах с умеренным климатом. К основным видам относятся P. citrinum (источник выработки цитринина), P. expansum (синтезируют патулин), P. verrucosum (вырабатывают охратоксин А). В отношении пеницилл особенно активны соединения пропионовой, сорбиновой и бензойной кислот. Представители родов Aspergillus и Penicillium также избирают в качестве субстрата дорогостоящую рыбную муку, жмыхи и шроты и другие ингредиенты корма.
Реже в сырье для производства комбикормов встречаются такие патогены, как Alternaria, например A. alternata, источник накопления в кормах тенуазоновой кислоты (преимущественно в масличных культурах и травяной муке), а также Mucor и Rhizopus, быстрорастущие виды на комбикормах с высокой влажностью, которые чаще вызывают порчу, чем вырабатывают токсины. Рост представителей Mucor spp. и Rhizopus spp. сдерживает внесение таких кислот, как пропионовая, в меньшей степени — сорбиновой, муравьиной и молочной кислот. Плесневые грибки Alternaria spp. возможно подавить внесением средств на основе пропионовой кислоты.
Порчу зерна и продуктов его переработки, а также травяной муки вызывают представители рода Cladosporium. Эти грибки, ухудшающие органолептические свойства кормов, способны вырабатывать также микотоксины и аллергены. Для предотвращения их размножения рекомендованы композиции на основе пропионовой и соединений сорбиновой кислоты, а также муравьиной и лимонной кислот для кормов с высоким содержанием жиров.
В качестве фунгицидных агентов в специализированных кормовых добавках применяются следующие кислоты и их соли: пропионовая, сорбиновая, муравьиная (как синергист пропионовой кислоты), бензойная (хорошо работает при низком pH), молочная, фосфорная, уксусная, лимонная кислоты.
Пропионовая кислота, пожалуй, лучший фунгицид среди органических кислот, базовая защита от плесеней в составе различных композиций. Попадая в организм животных с кормом, она улучшает переваримость питательных веществ организмом. При обработке зерна пропионовая кислота защищает его не только от плесневения, но и от разогрева после открытия траншеи (рукава).
Пропионовая кислота используется для создания комплексных добавок вместе с сорбиновой и муравьиной кислотой, формиатами, пропионатами, бензоатами и сорбатами. Буферные соли снижают летучесть добавки и уменьшают коррозию оборудования, выступают синергистами органических кислот.
Антибактериальная соль бензоат натрия хорошо работает во влажной среде, эффективно уничтожает бактерий и подавляет рост плесеней и дрожжей, однако сама по себе малоэффективна в нейтральных кормах, поэтому применяется в комбинации с другими кислотами.
Пропионовую кислоту, пропионат и бензоат натрия содержит жидкий низкокоррозийный химический консервант для фуражного зерна Силосейв Пропио 5 («НЕРОХИМ»).
В состав комплексного биоконсерванта Биосиб АЦИД (ПО «Сиббиофарм») в качестве действующих веществ входят продукты метаболизма молочнокислых и пропионовых бактерий (50%), лимонная кислота (10%), а также вспомогательные компоненты (20%) и вода. Подходит для консервирования плющеного зерна.
Сорбиновая кислота — фунгицидный синергист и дополнительная защита от широкого спектра бактериальных патогенов, прекрасно работает в низких дозировках.
Кормовая добавка Мико КАРБ (Kemin) включает синергетическую комбинацию пропионата кальция, фумаровой и сорбиновой кислот. Благодаря pH, близкому к нейтральному, она безопасна для персонала и эффективно блокирует развитие плесеней в зерне и комбикорме.
Муравьиная кислота хорошо подходит для санации от бактерий и плесеней белкового сырья в концентрации 0,5–1,5%, хорошо работает в комбинациях с пропионовой кислотой. Как сильный подкислитель, она сдерживает молочнокислое брожение, ведущее к потере углеводов.
Жидкий консервант СилКорм («Кормовит») обеспечит высокое качество силоса, сенажа из подвяленной массы с влажностью 35–45%, плющеного зерна и корнажа. Он выпускается на основе муравьиной кислоты, формиата натрия, пропионовой кислоты. Для заготовки силоса и сенажа из подвяленной массы однолетних и многолетних трав, кукурузы с влажностью 50–75%, для предотвращения самонагревания зеленой массы трав на корм, для консервирования плющеного зерна высокой влажности возможно воспользоваться жидким кормовым консервантом СилКорм Плюс. В его рецептуре — муравьиная кислота, формиат натрия и пропионовая кислота. Формиат натрия проявляет выраженный подавляющий эффект в отношении не только дрожжевой микрофлоры, но и бактерий группы кишечной палочки и сальмонелл, что позволяет создавать профилактические кормовые добавки.
Выраженными санирующими свойствами обладает Сальмоцил FK («Апекс Плюс»), который в целях консервации кормов вносится в объеме 2,0–3,0 л/т корма, для обеззараживания жидких кормов — 0,15–0,35% по объему корма.
Жидкий консервант Витасил («АгроВитЭкс») для заготовки кормов, в том числе плющеного зерна, включает комбинацию муравьиной, смеси уксусной и надуксусной кислоты, формиат и бензоат натрия. На основе комбинации муравьиной и пропионовой кислот, а также формиата натрия выпускается жидкий консервант Формасид («Ликом-РМ»).
Жидкий химический консервант для силоса, сенажа, плющеного и цельного зерна торговой марки AMILON (AMILON NS 630) того же производителя содержит муравьиную кислоту, формиат натрия, а также пропионовую кислоту.
Жидкая кормовая добавка Текацид («ТекноФид») — эффективный консервант для заготовки силоса и плющеного зерна на основе пропионовой и муравьиной кислот.
ASYS Микс-Ацид сухой (ТД «Агросистема») содержит комбинацию муравьиной кислоты и ее натриевой соли, пропионовой кислоты и ее кальциевой соли, фумаровую кислоту. Кормовая добавка препятствует размножению патогенных бактерий и плесеней в кормах.
Для профилактики плесневения муравьиная кислота эффективна в концентрации 0,5–1,5%, муравьиная и уксусная кислота — 0,5–2%, бензойная — 0,1–0,3%, сорбиновая — 0,05–0,3%, молочная кислота — 1,0–2,5%. Фосфорная кислота в качестве вспомогательного вещества вносится в концентрации 0,3–1,5%, лимонная кислота — 0,1–0,5%.
Комбинированные препараты на основе кислот и их производных (буферизированные формы) позволяют уменьшить дозировки химических агентов, усилить фунгицидный эффект и снизить коррозию оборудования. Микрокапсулированные формы органических кислот способны пролонгировать действие добавок. Благодаря выпуску сухих и жидких консервантов расширяются их возможности для внесения в корм.
Соединения фитобиотиков тимол и карвакрол обладают фунгицидным эффектом и хорошо себя показывают при сочетании с органическими кислотами, что позволяет создавать новые высокоэффективные композиции. Есть также экспериментальные исследования совместного применения органических кислот и препаратов серебра. Интересен подход к использованию ферментных композиций: например, хитиназы способны расщеплять клеточные стенки грибков, а протеазы — трансформировать микотоксины.
Органические короткоцепочечные жирные кислоты способны хорошо консервировать готовые корма, подавляя рост и развитие грамотрицательных бактерий и плесеней.
Эффективная комбинация и ротация
Выбор правильной дозировки органических кислот в кормовых добавках очень важен, так как слишком высокие дозы могут снижать поедаемость корма, вызывать ожоги слизистых (особенно у поросят, цыплят и телят), вызывать порчу оборудования. Многое зависит от качества и чистоты сырья, технологий смешивания. Слишком низкие дозировки и неправильное сочетание ингредиентов, как и пропуски санации кормов, делают кормовую добавку не только неэффективной, но вредной. Необходимо учитывать влажность санируемого сырья (при влажности выше 14% требуется увеличение дозы кислот на 20–50% в зависимости от кормовой добавки). Выбор органических кислот, солей и их сочетаний в каждой конкретной кормовой добавке осуществляется производителем в зависимости от содержания ферментируемых углеводов и сухого вещества в сырье, рекомендуемом к обработке.
В целях профилактики возникновения резистентности плесневой микрофлоры биологи рекомендуют применять пропионовую кислоту — в концентрации не менее 0,5%, сорбиновую кислоту — не менее 0,10–0,15% (при этом каждые 2–3 месяца следует менять основной подкислитель), использовать любые возможные противогрибковые синергисты. Данные исследований подтверждают, что при внесении 0,3% пропионовой кислоты Penicillium chrysogenum развивает устойчивость за 3–4 месяца (исследование Wageningen UR, 2022), а грибок Fusarium verticillioides адаптируется к содержанию в добавке 0,2% сорбиновой кислоты уже через 20 генераций.
Благодаря прослеживаемости движения кормовых добавок в подведомственных системах, ситуация с контрафактной продукцией постепенно улучшается.
В настоящее время доля российских консервантов растет; возможно, что в дальнейшем расширение поставок в ЕАЭС, а также ужесточение законодательства стимулируют некоторых зарубежных производителей локализоваться в России.
Ожидается, что в 2025 г. доля российских консервантов превысит 52% (по некоторым оценкам, составит даже 70%).
Постановление Правительства РФ № 1234 от 2023 г. (актуально на 2024–2025 гг.) предусматривает возмещение 30% затрат российским производителям кормовых добавок (куда входят и консерванты на основе кислот) на разработку новых формул и испытания, а также на внедрение инновационных технологий. Условием получения льготы является применение не менее 50% сырьевых компонентов, произведенных в нашей стране, а также наличие патента или заявки на него.
Производители сегодня нуждаются в отечественных субстанциях с хорошим соотношением цена–качество, в модернизации технологий, а также в получении доступных кредитов для расширения бизнеса. В отношении органических кислот уже есть сдвиги. В настоящий момент в России производится пропионовая и сорбиновая кислота, в Мордовии реализуется проект по синтезу муравьиной кислоты. В Тульской области планируется выпуск молочной и лимонной кислот. Проблемой была и остается зависимость от импортного оборудования, в частности — нехватка реакторов для синтеза кислот. Очевидно, что для поднятия выпуска отечественных кормовых добавок необходимо реализовать еще множество дорогостоящих инвестиционных проектов.
Количество показов: 2183
Автор: В. Лавренова, маркетолог издательства «Сельскохозяйственные технологии»
