Фитаты или соли фитиновой кислоты — это основная форма хранения запасаемого растениями фосфора, однако животные не могут усваивать его в подобной форме, для этого им необходимы специальный ферменты — фитазы. Часто для коммерческого производства фитазных препаратов применяют штаммы некоторых видов плесневых грибов, либо кишечной палочки. Однако использование подобных микробных препаратов фитазы связано со значительными затратами, а корма, в состав которых они входят, требуют специальных условий производства и хранения. Поэтому интересной альтернативой может выступать использование вырабатывающих фитазу трансгенных растений для производства данного фермента, а также для непосредственного откорма скота.

Установлено, что в сельскохозяйственных культурах (бобовые, зерновые, масличные), используемых при откорме скота, содержание фитатов достаточно для оптимального восполнения потребностей животных в фосфоре, но это при условии, что он будет усвоен. Однако организм птицы, свиней и рыбы не способен выделять необходимые для этого фитазы в достаточном количестве. По этой причине значительная часть фосфора проходит транзитом через желудочно-кишечный тракт. Эти продукты жизнедеятельности животных попадают на поля в качестве удобрений, а затем в воду, где содержащийся в фитатах фосфор провоцирует избыточный рост водорослей, что вредно для экологии водоемов.

В определенной мере решением является добавление в корм неорганического фосфора, однако при этом сохраняется повышенное содержание фитатов в навозе.

Более того, сами фитаты рассматриваются как антипитательные элементы. Имея сильный отрицательный заряд они захватывают катионы железа, цинка, магния, марганца, меди и кальция, не допуская их усвоения организмом. При низком уровне pH, фитаты связывают аминогруппы белков, образовавшаяся структура также обычно является нерастворимой и более устойчивой к гидролизу пищеварительными ферментами.

Разработаны различные технологии, позволяющие повысить усвояемость фосфора и микроэлементов. В том числе это предварительная обработка, активирующая фитазу, уже содержащуюся в растениях, генетические вмешательства в растения, влекущие сокращение количества фитатов, а также генетические манипуляции с животными, позволяющие им лучше усваивать содержащийся в фитатах фосфор.

Также разработаны технологии трансформаций растений, в результате которых они начинают вырабатывать микробную фитазу. Именно повышенное содержание фитазы в растениях является предпосылкой того, что фосфор, содержащийся в их составе, будет эффективно усвоен. Этим путем можно снять необходимость дополнительного включения в корма неорганического фосфора. По этой причине трансгенные растения сегодня рассматриваются как эффективный путь сокращения издержек скотоводства и обеспечения предложением существующего рыночного спроса на фитазы.

В качестве источника phy-гена (именно этот ген отвечает за выработку фитазы) для модификации растений, используют микроорганизмы. Это сенная, кишечная палочки, грибки и многие другие. Был применен механизм переноса генов, который известен в природе, и широко применяется в лабораторных условиях. Он связан с использованием почвенной бактерии и ее способностью переносить свои генетические фрагменты в растительную клетку, встраивая их в ее геном.

По результатам этих опытов, трансгенный табак показал 2,5 тыс. нанограмм фитазы на миллиграмм сухой массы. Генетически модифицированная пшеница, рис и соя показали активность фитазы в массе семени — 14,67 тыс., 16,5 тыс. и 125 FTU (фитазных единиц) на кг, а по листьям — 5000 FTU на кг

Трансгенные культуры использовались в экспериментах по откорму птицы и свиней. Та птица, которая получала в добавок к нормальной дневной норме дополнительно содержащий фитазу сок люцерны (+400 FTU на кг), показала те же результаты, что и птица, получавшая исключительно нормальную дневную норму. Добавление фитазы в корм птицы и свиней в форме трансгенной сои (1,2 тыс. FTU на кг) и трансгенной канолы (рапса) (250, 500 и 2500 FTU на кг в день) значительно улучшили питательную ценность корма и снизили выделение фосфора с навозом. Проросший трансгенный рис при добавлении в корм птицы обеспечил темпы прироста, сравнимые с темпами прироста кур, в рацион которых входили стандартные корма с микробной фитазой.

В целом эксперты сходятся в том, что трансгенные растения являются инновационным методом включения фитазы в рацион нежвачных животных. Также отмечается, что одним из важных направлений может стать создание генетически модифицированных растений, содержащих меньшее количество фитатов и фитиновой кислоты. Причем эти технологии должны развиваться одновременно, что принесет плоды в плане сокращения загрязнения окружающей среды фосфором и будет способствовать более эффективному откорму сельскохозяйственных животных.