Химики ТГУ разработали технологию синтеза метионина сульфаксимина — аминокислоты, которая добавляется в корм сельскохозяйственным животным и способствует их росту. Важно, что добавка безвредна для человека.
Сейчас опытные партии проходят испытания на перепелках, первые результаты показали: птицы не только быстрее растут, но и получают более крепкий иммунитет. Подробности — в специальном проекте Tomsk.ru и Томского госуниверситета «Технотренды».
Продовольственная безопасность — одна из важнейших задач суверенной страны. У любого ее жителя всегда должен быть доступ к достаточному количеству продуктов. Растить хрюшек или птиц на каких-нибудь жестких гормонах, чтобы населению хватало мяса — незачет.
Еды должно быть не просто много — она должна быть здоровой. Поэтому сельхозпредприятия совместно с учеными решают проблему естественного роста — с помощью специальных кормовых добавок к пище. И вот с ними как раз в России проблема — синтетические вещества, добавляемые в комбикорм, практически на 100% завозятся с Запада.
Поэтому собственные кормовые добавки стали одним из флагманских проектов передовой инженерной школы (ПИШ) «Агробиотек» ТГУ, цель создания которой — разработка отечественных технологий для повышения производительности сельского хозяйства. Конкретно добавками занимается коллектив ученых Химического факультета ТГУ совместно с СФТИ и промышленными партнерами — компаниями «Сибагро» и «Август».
«В качестве основы для аминокислотных добавок часто используется метионин сульфоксимин. Его соли (сульфаты, фосфаты) необходимы в физико-биохимических процессах сельскохозяйственных животных, играют важную роль в синтезе белков. Первый год в рамках проекта ПИШ мы занимались технологией получения метионин сульфоксимин сульфата. Разработали ее, обкатали — начали с получения гранул, потом смогли нарабатывать партии по 0,5-1 килограмму.
Образцы передавали на тестирование в фирму «Август», это крупнейший в России производитель химических добавок для сельского хозяйства. По ходу пришла задача получить еще и фосфатную форму. Ведь мало дать животным одну добавку — должен быть комплекс. Этим мы занимались во второй год проекта», — кандидат химических наук, старший научный сотрудник Лаборатории химических технологий ХФ ТГУ Роман Нефедов.
Метионин сульфоксимин фосфат не просто помогает животным быстрее набирать массу — он также усиливает их иммунитет. Исследования этого вещества начались еще в конце 1980-х годов, ученые ТГУ решили возродить проект.
Органическая химия — штука, мягко говоря, не предсказуемая. На результат реакции могут влиять множество факторов, даже если все делаешь «по учебнику». Например, после получения чистого фосфата в пробирке и перехода к бóльшим масштабам ученым пришлось бороться с появлением побочных продуктов.
«Вся химия требует педантичности, поскольку во время синтеза мы используем кислоты. Например, азид натрия, с которым нужно очень аккуратно обращаться в силу его высокой токсичности. Или олеум, который выделяет токсичные и агрессивные газы с оксидом серы. Во время синтеза ребята работают в противогазах. Этим летом, когда на улице было +30, это было очень тяжело, но иначе нельзя…
Сложность разработки технологии была еще и в том, что один синтез занимает около 10 дней плотной работы. Постоянно возникают сложности: так, на одном из этапов синтеза в реактор добавляется азид натрия, и сразу идет сильное вспенивание. Если не рассчитали объем, и пена вылезла из реактора — теряем продукт…
При этом из-за особенностей синтеза мы не можем адекватно контролировать полупродукты. Столько времени потрачено — и вдруг в готовом образце обнаруживаются примеси (сульфаксид, например), и ты начинаешь все заново… В конце концов, нам удалось наработать партию в полкилограмма необходимой чистоты. Она сейчас проходит испытания на перепелах в Сибирском федеральном научном центре агробиотехнологий РАН в Новосибирске», — добавил Роман Нефедов.
Перепелки — можно сказать, «модельные» птицы для испытаний: они растут быстрее, чем те же курицы, и эффект от добавки можно проверить быстрее. Первые испытания показали, что добавка действительно помогает птицам набирать вес, повышает их иммунитет, снижает уровень смертности.
В течение 2024 года совместно с СФНЦА ученые ТГУ будут использовать кормовую добавку и наблюдать за изменениями здоровья тысяч животных. Планируются также испытания на свиньях. После их итогов химики с инженерами приступят к разработке техкарты на производство разработанных веществ — вероятнее всего, они будут выпускаться на одной из томских площадок ИХТЦ ТГУ.
«Часть результатов действительно хорошего проекта можно использовать для реализации еще одной или многих других идей. Во всех проектах, которые сейчас реализуются ПИШ «Агробиотек», мы видим потенциал для того, чтобы они породили еще несколько. Например, уже сейчас мы видим хорошие результаты применения на перепелах кормовой добавки, сразу возникает вопрос, можно ли это использовать для коров, свиней, куриц и других животных?
Также во время испытаний выяснилось, что у целевой группы перепелов снизилась смертность, то есть препарат, по всей видимости, повышает иммунитет. Это значит, что мы можем дальше изучать множество биохимических свойств продукта и дальше коммерциализировать его — предлагать компаниям, которые занимаются разработкой кормов для животных, например, «АгроСила» или «ТитанАгро», — прокомментировал доктор химических наук, директор ИХТЦ ТГУ Алексей Князев.
