Užitkovost hospodářských zvířat se především odvíjí od správně nastavené krmné dávky. Náklady na krmivo tvoří až 70 % všech nákladů, přičemž proteiny jsou nehodnotnější a nejdražší frakce. V současnosti je nejvýznamnějším zdrojem bílkovin pro hospodářská zvířata extrahované šroty, v menší míře luskoviny, či odpady potravinářského průmyslu. Jedním z faktorů, který ovlivňuje hodnotu proteinů, je složení aminokyselin. To je u hospodářských zvířat klíčové pro úspěšnost ekonomiky chovu. Pouze ideální zastoupení hrubého proteinu v dietě zvířat může zajistit plnohodnotné využití moderního genofondu hospodářských zvířat.
Zatímco v produkci objemových krmiv je Evropská unie soběstačná ze 77 %, bílkovinná složka krmiva – především sójové boby a luskoviny pokrývají zhruba 2 % z celkové výměry osevních ploch napříč Evropskými státy. Mimo vysoké ekonomické náklady, dovoz sóji a sójového extrahovaného šrotu zanechává za sebou výraznou uhlíkovou stopu. V roce 2011 přijal Evropský parlament návrh na řešení této silné závislosti EU na okolních zemích. Intenzivní jednání o podobě výzkumu započaly v roce 2018, kdy byla zřízena pracovní skupina „Development of plant proteins in the EU“. Cílem EU je zvýšení počtu osevních ploch pro plodiny tvořící základ bílkovinných krmiv. Další rozvoj nových zdrojů proteinů v EU může přinést nejen ekonomické výhody pro zemědělce a producenty krmiv a potravin , ale také celou řadu environmentálních a klimatických výhod.
Alternativní protein
V plánech EU v oblasti proteinové soběstačnosti je rovněž zdůrazněna potřeba alternativních zdrojů bílkovin jako je například hmyz, nebo mikrobiální protein. Vedle této Evropské iniciativy narůstá na globálním trhu poptávka po alternativních zdrojích proteinu. Současné marketingové prognózy odhadují, že trh s alternativními zdroji proteinu vzrostou v meziročním období 2022 až 2029 o 12,4 % a dosáhnout hodnoty 36,61 miliardy USD.
Jednou z perspektivních variant alternativního proteinu je tzv. protein z jedné buňky (SCP, z anglického výrazu Single Cell Protein). Jde o neživé, vysušené mikroorganismy, případně izolované proteiny z mikrobiální biomasy. Původci SCP, neboli mikrobiálního proteinu, mohou být bakterie, mikrořasy, kvasinky nebo jednobuněčné houby. Podmínkou pro produkci SCP je vysoký obsah proteinů a příznivé aminokyselinové složení v buněčné struktuře. Mezi perspektivní mikroorganismy patří mikrořasy Chlorella vulgaris, Desmodesmus sp. (obsah proteinů 60 – 70 % v sušině), kvasinky Saccharomyces cerevisiae, Candida utilis (obsah proteinů 30 – 50 % v sušině) a bakterie Methylococcus capsulatus či Bacillus subtilis a další (obsah proteinů 50–80 % v sušině). Pozitivem je, že mimo proteiny, mohou být zdrojem některých mikronutrientů a bioaktivních látek.
Protein z jedné buňky
Protein z jedné buňky však není objevem posledních let. První snahy o produkci proteinů pomocí mikroorganismů byly započaty již v 70. letech minulého století, nicméně ekonomicky slibné výsledky byly dosaženy až v posledních letech díky novým technologiím a genetickému inženýrství. Jedním z klíčů pro produkci SCP je volba růstového média. To musí splňovat nutriční požadavky pro růst vybraných bakteriálních kmenů a zároveň splňovat ekonomické a ekologické nároky pro jejich výrobu. Další překážka, která je již dnes překonána, byl pro produkci SCP vysoký obsah nukleových kyselin (8 – 12 %). Zvýšených příjem purinových a pyrimidinových bazí může vést v organismu k tvorbě močových kamenů a dalším zdravotním komplikacím. Z tohoto důvody byl dlouhou dobu SCP uvažován pouze pro zvířata s rychlým růstovým cyklem. Nicméně dnes jsou již známy postupy, které RNA dokáží degradovat. Používá se např. záhřev výsledného produktu na 65–75 °C po dobu 30 min, kdy je aktivována činnost vnitřních ribonukleáz, které štěpí nukleovou kyselinu. Posledním, důležitým klíčem pro produkci SPC, je vývoj technologie pro pomožení mikrobiální biomasy a následná izolace z růstového média, případně purifikace od nežádoucích metabolitů vzniklých při jeho produkci. Současné postupy umožňují kontrolovat a řídit celý proces díky citlivým mikrosenzorům, a tím dosahovat reprodukovatelných výsledků.
Příklady SCP
Ve fázi dokončeného vývoje technologického vývoje se v současnosti nachází řada produktů. Nejznámějším SCP je Quron, který po dvacetiletém vývoji byl uveden v roce 2011 na trh. Jedná se však o produkt určený pro humánní výživu. V oblasti krmiv pro zvířata je dnes několik lídrů. Firma Arbiom (USA) vyrábí produkt Sylpro, vzniklý fermentací dřeva. Nedávno byl v EU schválen pro výživu ryb a hospodářských zvířat produkt PEKILO P65 (eniferBio), který je ovšem dostupný pouze jako vzorek. Velmi ekologickou a udržitelnou variantou je SCP Proton (Deep Branch). Tento SCP je produkován prostřednictvím bakteriální biomasy, která jako hlavní zdroj energie spotřebovává atmosférický CO2. Vize společnosti je produkovat 100 000 tun SCP ročně pro výživu zvířat. Ve formě start-upů nebo pokročilého výzkumu a vývoje se dnes již několik firem, které jsou sumarizovány v tabulce. To, o jak zásadní průlom v krmivářském sektoru jde, dokazuje jmenování německé firmy MicoHarvest agenturou Bloomberg mezi šest největších inovátorů v prestižní soutěži BloombergNEF Pioneers Awards v roce 2O23.
Použité zdroje jsou dostupné u autorů.
Ing. Sylvie Skaličková, Ph.D.,
doc. Ing. Pavel Horký, Ph.D.
Web: www.anfp-research.com
Ústav výživy zvířat a pícninářství, AF,
Mendelova univerzita v Brně
Kontakt: sylvie.skalickova@mendelu.cz
Celý článek najdete v Krmivářství 3/2023.*
