Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Эколого-биохимическое обоснование использования сорбентов в рационах лактирующих коров

ВАК РФ 03.00.04, Биохимия

Автореферат диссертации по теме "Эколого-биохимическое обоснование использования сорбентов в рационах лактирующих коров"

' '■■> V й

• ' 3 1.1.¡лНа правах рукописи

ГАБРУК Наталья Георгиевна

ЭКОЛОГО-БКОХИЫИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СОРБЕНТОВ В РАЦИОНАХ ЛАКТИРУВДИХ КОРОВ

Специальность: 03.00.04. Биохимия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

пос. Дубровици Московской области 1998 г.

Работа выполнена в лаборатории биологических исследований Белгородской государственной сельскохозяйственной академии и в лаборатории биохимии сельскохозяйственных животных Всероссийского научно-исследовательского института животноводства.

Научные руководители: Заслуженный деятель науки РФ

член-корреспондент РАСХН доктор биологических наук профессор В. Л.Владимиров

Лауреат премии Совета Министров СССР кандидат биологических наук старший научный сотрудник A.A.Шапошников

Официальные оппоненты: доктор биологических наук профессор

Л.В.Зборовский

кандидат сельскохозяйственных наук доцент

Г.П.Державина

Ведущее учреждение: Всероссийский научно-исследовательский институт физиологии, биохимии и питания сельскохозяйственных животных (БНИИФБиП).

Защита диссертации состоится " JL^f " 'и^уг-г-к " 1998 г. в L£_ часов на заседании диссертационного совета Д 020.16.02. при Всероссийском научно-исследовательском институте животноводства.

Адрес института: 142012, пос. Дубровицы Подольского района Московской области.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одна из составных частей национальных и международных программ охраны здоровья человека - обеспечение безопасности продуктов питания, которые подвержены вредным экологическим воздействиям. Особое внимание уделяется чистоте молока , имеющего доминантное значение в питании всех категорий населения, особенно детей.

Поэтому предметом наших исследований стали молоко и получаемые из него продукты. В процессе его переработки происходит перераспределение токсикантов в зависимости от технологии приготовления продукта. В связи с этим, целесообразно изучение содержания солей тяжелых металлов, нитратов, нитритов, остатков пестицидов в продуктах переработки молока - кефире, сметане, твороге и сливочном масле.

В странах с развитым животноводством идет интенсивный поиск эффективных средств защиты от техногенной нагрузки не только животных, но и получаемой от них продукции. Хорошую перспективу имеет применение синтетических и природных сорбентов, обладающих способностью выводить из организма потенциально опасные вещества.

К настоящему времени у исследователей и практиков нет определенного мнения об эффективности действия того или иного сорбента. Остаются во многом открытыми вопросы влияния сорбирующих добавок на обмен веществ у животных, химический состав ' и качество получаемой продукции.

В этой связи поиск оптимальных средств снижения уровня токсичных веществ в организме животных и продуктах животноводства, исследование действия этих средств на метаболитические-процессы признается актуальным.

В настоящей работе основное внимание было сосредоточено на препаратах мелкодисперсного диоксида кремния - атокс и белая сажа, а также смеси отработанного при производстве аскорбиновой кислоты активированного угля и сорбированного на пшеничных отрубях аскорбината цинка.

Цель исследований. Изучить степень загрязнения молока и продуктов его переработки опасными для здоровья соединениями, а также разработать способы снижения концентрации нитрат- и нит-

рит-ионов, солей тяжелых металлов (ТМ) и хлорорганических пестицидов (ХОП) в молоке.

Для достижения цели были поставлены задачи:

1. Проанализировать качество и степень загрязнения тяжелыми металлами, ХОП, нитрат-, нитрит-ионами молока, производимого в Белгородской области и поступающего для промышленной переработки.

2. Изучить динамику содержания потенциально опасных для здоровья веществ в молоке в зависимости от сезона года.

3. В условиях Белгородской области определить хозяйства -потенциальных производителей молока, соответствующего действующим медико-биологическим требованиям.

4. Изучить перераспределение нитратов, ТМ и ХОП в продуктах переработки молока: кефире, сметане, твороге и сливочном масле и влияние на это таких технологических этапов, как сепарация. пастеризация и ферментация.

5. Усовершенствовать метод сорбции катионов Си"1"1" и РЬ++ в условиях in vitro и подобрать эффективные минеральные добавки, обладающие сорбционной способностью по результатам:

- изучения их физико-химических характеристик;

- проведения в лабораторных условиях адсорбции тяжелых металлов из модельных растворов статическим методом;

- анализа изотерм адсорбции;

6. Испытать на коровах наиболее перспективные сорбенты, подобрать дозу и способ их скармливания на основании:

- контроля за физиологическим состоянием животных;

- анализа биохимического и морфологического состава крови;

- изучения физико-химического и биохимического состава молока;

. - определения концентрации в крови и молоке коров солей тяжелых металлов, нитрат- и нитрит- ионов, хлорорганических пестицидов.

Научная новизна. В условиях Белгородской области впервые проведен масштабный по количеству производящих молоко хозяйств и периоду времени анализ молока по показателям его качества и степени загрязнения нитрат- и нитрит-ионами, тяжелыми металлами, ДДТ и изомерами ГХЦГ. Изучено распределение токсичных веществ в продуктах переработки молока - кефире, сметане, твороге

и масле. Доказано, что пастеризация и кислотообразующая ферментация молока достаточно эффективно разрушают содержащиеся в нем остатки ХОП.

Получены новые данные о природе и способности мелкодисперсного диоксида кремния, отработанных при производстве витаминов активированных углей сорбировать катионы меди и свинца из водных растворов. Препараты (атокс, белая сажа, аскосорб), полученные на основе названных веществ, впервые испытаны в рационах лактирующих коров с целью снижения концентрации токсичных веществ в молоке. Определены оптимальные доза и способ скармливания коровам препаратов, их влияние на обмен веществ, молочную продуктивность коров и биохимический состав молока.

Практическая значимость работы. В качестве критерия прогнозирования эффективности кормовых сорбентов предложен метод изучения их способности сорбировать ионы тяжелых металлов из водных растворов.

Для производства экологически чистого молока, поступавшего на переработку из 29 хозяйств области, рекомендовано четыре.

Использование в рационах коров белой сажи в дозе 60, препаратов атокс в дозе 40 и аскосорб в дозе 80 мг/кг массы тела коров обеспечивает снижение в молоке содержания нитратов, тяжелых металлов и остатков ХОП.

Апробация работы. Материалы диссертации были доложены на межвузовских научно-практических конференциях (Белгород, 1998, 1995, 1997), международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы ветеринарно-санитарного контроля сельскохозяйственной продукции" (Москва, 1995), международной научно-практической, конференции, (Харьков, 1995), международной на-, учно-методической конференции "Медико-биологические проблемы экологической безопасности агропромышленного комплекса" (Сергиев Посад, 1996), международном координационном совещании "Экологические проблемы патологии, фармакологии и терапии животных" (Воронеж, 1997), заседаниях лаборатории биохимии сельскохозяйственных животных Всероссийского научно-исследовательского института животноводства (Дубровицы, 1996, 1997), совместном заседании кафедры химии и лаборатории биологических исследований Белгородской государственной сельскохозяйственной академии (Белгород, 1997).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 15 работ.

Объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, выводов, практических предложений, списка литературы, приложения. Материал изложен на 139 страницах машинописного текста, содержит 21 таблицу, 8 рисунков. Список литературы включает 192 источника, в том числе 41 на иностранных языках.

Основные положения, выносимые на защиту:

- Степень, загрязнения тяжелыми металлами, нитратами, нитритами хлорорганическими пестицидами молока, производимого в условиях промышленной технологии и переход этих веществ в процессе его переработки в кефир, сметану, творог и масло.

- Сорбция катионов тяжелых металлов меди и свинца веществами минеральной и синтетической природы, а также некоторыми механическими смесями.

- Способы снижения концентрации нитратов, тяжелых металлов и ХОП в молоке, заключающиеся во введении в рацион коров атокса, белой сажи и аскосорба.

- Оптимальная доза скармливания атокса коровам.

- Изменения в биохимическом составе крови и молока коров под влиянием сорбирующих добавок.

2. МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

Работа выполнена в период с 1992 по 1995 гг. Исследования проводили на Белгородском молочном комбинате путем отбора средних проб молока из различных хозяйств Белгородской области, а также продуктов его переработки. Подбор, изучение физико-химических и адсорбционных свойств препаратов, а также биохимические исследования осуществляли в лаборатории биологических исследований Белгородской ГСХА и лаборатории биохимии сельскохозяйственных животных Всероссийского научно-исследовательского института животноводства. Опыты на коровах проводили в условиях Майской фермы учхоза "Центральное" Белгородской сельхозакадемии.

г*

— I -

ОБЩАЯ СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЙ

I этап

На первом этапе ежемесячно определяли качество и степень загрязнения средних проб молока, поступавшего из 29 хозяйств Белгородской области на комбинат и еженедельно анализировали продукты его переработки в кефир, сметану, творог и масло.

Следующий этап работы включал исследования сорбционных и физико-химических свойств некоторых соединений in vitro.

Для этого отобрали отработанные активированные угли при производстве витаминов С, Bi, В2, выпускаемых на АО "Белвитами-ны", поливинилпирролидон (ПВП). цеолиты, мелкодисперсный диоксид кремния (атокс), белую сажу - аналог атокса по базисному химическому веществу SIO2, смесь отработанного при производстве витамина С активированного угля- и сорбированного на пшеничных отрубях аскорбината цинка (аскосорб) и кремниевую опоку (месторождение Белгородской области).

Равновесные концентрации ионов меди и свинца определяли атомно-абсорбционным методом.

По результатам второго этапа исследований для опытов на

коровах были выбраны препараты атокс (.изготовлен НПО "Аксис", Украина), белая сажа (Тульский горнохимический завод, Россия), а также аскосорб (компоненты смеси изготовлены АО "Белвитами-ны").

Первый опыт, в котором определяли оптимальные дозы и способы скармливания препарата атокс, проведен на животных аналогах по следующей схеме, табл. 1.

1. Схема первого опыта

1-я серия опыта 2-я серия опыта

Группы Кол-во голов Суточная доза атокса, г/гол Группы Кол-во голов Разовая доза атокса, г/гол

I контр.

II опытн.

III опытн.

IV опытн.

V опыт.

О 10 20 40 60

I контр.

II опытн.

III опытн.

IV опытн.

V опыт.

5 5 5 5 5

О 20 40 80 (60) 120

Опыт проводили в стойловый период, и он включал в себя две серии. В первой - препарат скармливали ежедневно, во второй - с интервалом в трое суток. Продолжительность каждой из серий опыта - 40 суток.

По ходу эксперимента в схему опыта были внесены изменения - убрали дозу атокса в 120 г, она ограничила потребление комбикорма, а доза 80 г была снижена до 60 г на корову.

Второй научно-производственный опыт был выполнен с использованием в качестве сорбирующих добавок к рациону коров белой сажи и препарата аскосорб, табл. 2. Отказ от атокса и замена его белой сажей были вызваны тем, что проведенные предварительные наработки показали перспективность белой сажи, как отечественного препарата, для дальнейшего внедрения.

Опыт проводили с мая по август 1993 г. на животных-аналогах.

В уравнительный период все подопытные коровы получали рацион, .принятый в хозяйстве и сбалансированный по основным питательным и биологически активным веществам. В переходный период животные опытных групп были постепенно приучены к потреблению комбикорма с изучаемыми добавками.

2. Схема научно-хозяйственного опыта на коровах

Группы Кол-во голов

Особенности кормления

Суточная

доза,

г/гол.

Уравнитель- Переходный Основной ный период период период

I контр. 10 Основной

рацион (ОР)

II опытн. 10 ОР

ОР + белая сажа

0Р+ аскосорб

ОР

ОР + белая 30 сажа

ОР+аскосорб 40

ОР

III опытн. 10

ОР

Сутки

15

15

60

Учет молочной продуктивности проводили два раза в месяц по результатам контрольных доек. Поедаемость кормов определяли подекадно, осуществляя контрольные кормления коров путем взвешивания заданных кормов и их остатков.

В ходе выполнения первого и второго опытов в соответствии с требованиями государственных стандартов и методическими указаниями отбирали для анализа пробы воды, кормов, крови и молока.

Корма подвергали полному зоотехническому анализу, а также определяли в них и в воде тяжелые металлы, ХОП, нитраты и нитриты.

Кровь для морфологических, биохимических и токсикологических исследований отбирали из яремной вены через три часа после утреннего кормления один раз в конце подготовительного и через 40 суток после начала основного периода опыта.

Пробы молока - один раз в подготовительный период и дважды в основной во время контрольных доек.

Все биохимические исследования и анализы проводили по общепринятым методикам и ГОСТам. При этом концентрацию нитратов в кормах определяли потенциометрически с помощью ионоселективного электрода, нитритов - колориметрически с использованием реактива Грисса, тяжелые металлы - методом атомно-абсорбционной спектроскопии, хлорорганические пестициды - методом тонкослойной хроматографии.

Полученные результаты были обработаны на персональном компьютере с использованием статистических программ.

- 10 -

3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИИ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Критерии и результаты поиска экологически благополучных хозяйств, производящих молоко

Результаты анализа молока, поступившего для переработки на АОЗТ "Белмолоко", показали, что ни одна из средних проб по показателям качества и содержанию токсичных веществ не соответствует параметрам, приведенным во "Временной инструкции о порядке проведения государственных закупок молока для производства продуктов детского питания".

В частности, молоко с содержанием жира выше 3,3 % и белка выше 3 2 было произведено только в десяти из всех обследованных хозяйств. Практически все молоко имело избыточный уровень соединений меди и свинца, а также остатков ХОП.

Известно, что на химический состав молока, его физико-химические, биологические и технологические свойства влияют многие факторы. Так, качество молока существенно менялось в зависимости от сезона года, от химического состава и биологической ценности используемых кормов.

В летнее время наблюдалось повышенное содержание в молоке нитратов. Особенно много их было в пробах, отобранных в конце августа - первой половине сентября, что связано с использованием в рационах богатых нитратами зеленой массы кукурузы, ботвы сахарной и кормовой свеклы.

Анализ данных содержания в молоке коров тяжелых металлов выявил значительный уровень загрязнения его соединениями свинца и меди , концентрация которых в среднем превышала предельно допустимые значения соответственно в 3,0 и 1,3 раза.

В 70 % случаев наблюдалось наличие в молоке остатков ДДТ и его метаболитов, а также изомеров гексахлорана в количествах, превышающих ПДК. Максимальная концентрация этих соединений приходилась на август и составила 0,22 мг*л-1.

Б числе основных факторов накопления нитратов, тяжелых элементов и ХОП в молоке надо считать загрязнение окружающей среды, почв, кормов и питьевой воды этими соединениями, их движение по звеньям кормовой цепи. При этом, как правило, происходит увеличение концентрации токсикантов.

На основании полученных данных можно заключить, что потен-

циальными производителями молочного сырья для приготовления продуктов детского питания можно считать лишь четыре хозяйства из общего числа обследованных, что составляет около 14 %. Именно в этих хозяйствах молоко по большинству показателей отвечает введенным в действие требованиям.

3.2. Качество м загрязненность токсичными соединениями продуктов переработки молока*

Токсичные вещества, попадая в молоко, обнаруживаются в продуктах его переработки, снижают технологические свойства молочного сырья, затрудняя или делая невозможным приготовление высококачественных продуктов питания.

Установлено, что в процессе переработки молока в кефир не наблюдается существенных различий концентрации нитратов, нитритов, меди, кадмия и свинца между исходным молокоми и кефиром. Отмечается некоторое повышение содержания цинка.

Что касается хлорорганических пестицидов, то количество ГХЦГ уменьшилось до крайне малых величин уже в течение первых этапов переработки, тогда как ДДТ снизилось до значений, которые находятся вне пределов чувствительности метода тонкослойной хроматографии.

При приготовления сметаны незначительно снизилась концентрация N03" в конечном продукте, а содержание цинка, меди, кадмия, свинца и ГХЦГ - от 13 до 27 В сливках после пастеризации не обнаружили ДДТ.

При производстве творога кислая среда и подогрев образо-. вавшейся творожной массы снизили уровень изомеров ГХЦГ и метаболитов ДДТ в полученном творожном сгустке и твороге. Произошла концентрация тяжелых металлов в готовом продукте, однако при пересчете на сухое вещество содержание их резко снизилось.

Установлено, что в процессе приготовления, масло в значительной степени освобождается от присутствовавших в молоке кадмия и свинца, метаболитов ДДТ и изомеров ГХЦГ; весьма существенно »снижается содержание цинка и меди, нитратов и нитритов.

Таким образом, пастеризация и кислотообразующая ферментация молока способствуют достаточно полному разрушению соединений ДДТ и ГХЦГ. Нитраты метаболизируются до более восстановленных форм преимущественно в процессе молочнокислого брожения.

Что касается тяжелых металлов, то снижение их концентрации опосредовано, прежде всего, механической обработкой продуктов -сепарацией.

3.3. Результаты работ по выбору сорбентов в лабораторных условиях

Сорбционную способность различных химических препаратов оценивали по их способности поглощать ионы тяжелых металлов из водных растворов, табл.3.

Как видно, наибольшей сорбционной способностью обладает пирогенный диоксид кремния (атокс). Наименьшая степень сорбции установлена для ПВП.

3. Сорбция меди и свинца на поверхности различных адсорбентов, 7.

Образец Си+2 РЬ+2 Образец Са+2 РЬ+2

Атокс 94,6 94,6 Аскосорб 78,7 85,0

Белая сажа 83,3 90,7 ПВП 38,2 21,2

Цеолит 75,2 85,3

Адсорбция из растворов представляет собой динамичный и конкурентный процесс взаимодействия с твердой поверхностью молекул растворителя и растворенного вещества.

Установлено, что отработанные при производстве тиамина и рибофлавина активированные угли не адсорбируют ионов свинца и меди, а уголь из цеха производства аскорбиновой кислоты сорбировал 39,2 X ионов Рв2+.

Для большинства препаратов установлен полимолекулярный характер адсорбционного процесса.

Дальнейшую экспериментальную работу на лактирующих коровах проводили с использованием наиболее эффективных адсорбентов атокса, белой сажи и аскосорба.

- 13 -

3.4. Определение оптимальной дозы и способа скармливания коровам препарата атоке

Из четырех изученных доз наиболее эффективными оказались 20 и 40 г атокса на одно животное в сутки. Существенных различий между этими двумя вариантами не выявлено, что указывает на предпочтительность дозы в 20 г препарата на корову в сутки, это составляет 40 мг на кг живой массы или 1 г на кг сухого вещества рациона. Постоянное скармливание атокса в составе комбикорма в указанной дозе в среднем обеспечивает снижение в молоке концентрации нитратов на 46, цинка - 11, меди - 35, кадмия - 36, свинца - 35 и хлорорганических пестицидов -63 Z.

При периодическом скармливании уровень снижения токсичных веществ был несколько ниже и составил 33, 13, 23, 30, 25 и 31 Z соответственно.

Учитывая, что по мере увеличения дозы атокса не происходило существенного снижения концентрации токсичных веществ в молоке, оптимальной также следует считать дозу 20 г на одно животное в сутки или 40 мг*кг-1 массы тела.

Между суточным потреблением коровами препарата атокс и концентрацией в молоке токсичных соединений установлена сильная корреляционная зависимость, что статистически доказывает эффективность препарата, рис.1.

Характер кривых для всех токсикантов как при постоянном, так и при периодическом скармливании атокса практически одинаков. Для Х0П молока выявленная зависимость не столь выражена.

Таким образом, атокс in vivo достаточно эффективно адсорбирует токсичные вещества корма и, как следствие, в молоке коров существенно снижается концентрация нитратов, меди, кадмия, свинца и Х0П сравнительно с показателями контрольной группы. При этом по содержанию меди удалось получить молоко, отвечающее требованиям, предъявляемым к сырью для детского питания. Уровень свинца и Х0П хотя и понизился значительно , все же превышал допустимый в 2 и 20 раз соответственно.

г~гол_1сутж* Г*гол^сутт

ГгопЛут» ГголЛутта

-«-АТОКС

—Полиномкалышй (АТОКС)

Рис.1 Зависимость между дозой препарата атокс и содержанием токсичных веществ в молоке коров при постоянном скармливании

- 15 -

3.5. Влияние белой сажи и препарата аскосорб

на биохимические показатели крови, химический состав молока и продуктивность коров

Основным источником нитрат-ионов и тяжелых металлов в летнем рационе является зеленый корм. Уровень суточного поступления нитратов в организм коров составил в среднем 21,61 г на животное в сутки или 0,14 7. от сухого вещества рациона. Исходя из того, что по данным ряда европейских стран, доля нитратов в рационе не должна превышать 0,5 X, а по данным отечественных ученых - 0,25-0,30 7. , можно говорить о низкой, не вызывающей опасения нитратной нагрузке на организм подопытных коров.

Количество поступивших в организм цинка, меди, кадмия и свинца составило соответственно 893, 160, 3 и 28 мг на одно животное в сутки. При этом уровень суточного потребления цинка и меди соответствовал рекомендациям действующих в стране детализированных норм кормления животных. Что касается кадмия, то его концентрация в сухом веществе зеленой массы составила 0,18, а в комбикорме - 0,36 при значениях МДУ для этого элемента 0,3-0,4 мг/кг. Такая концентрация кадмия согласно литературным данным, типична для растительных кормов, выращиваемых и заготавливаемых в условно благополучных (в отношение кадмия) зонах. По этой причине мы вряд ли можем говорить об избыточном поступлении в организм соединений этого элемента.

Содержание свинца в зеленой массе и комбикорме находилось на уровне 2,20 и 1,25 мг/кг сухого вещества соответственно, тогда как для условно благополучных зон оно должно быть в пределах 0,01-1,50.

Известно, что даже при невысоком содержании свинца в кормах и относительно низком его поступлении в организм возможно значительное накопление этого элемента в костной ткани, вызывая хронические токсикозы у животных, повышение уровня элиминации свинца с молоком. Приведенные в настоящей работе результаты подтверждают обоснованность такого заключения.

Введение в состав комбикорма белой сажи или аскосорба вызвало определенные изменения в крови коров, что свидетельствует о влиянии препаратов на физиолого-биохимический статус организма.

В частности, в крови коров II и III групп опыта количество

эритроцитов увеличилось на 12,6 и 15,0 а содержащегося в них гемоглобина - на 5,0 и 8,4 2 соответственно. Лейкоциты крови животных контрольной и второй (опытной) группы находились примерно на одинаковом уровне, тогда как в третьей группе были выше на 27 %, табл. 4.

Увеличение содержания эритроцитов и гемоглобина свидетельствует о позитивном влиянии препаратов на гемопоэз, повышение уровня лейкоцитов может быть связано с протекторным действием активированного угля и аскорбината цинка на защитные функции организма.

4. Морфологический и биохимический состав крови подопытных коров в основной период опыта, М±ш

Показатели Группы опыта

I-контроль П-белая сажа Ш-аскосорб

-1

Эритроциты, млн.*мкл Лейкоциты, тыс.*мкл-1 Гемоглобин, г*л-1 М0з",мг*л-1 Общий белок, гХ Фракции белка, X: альбумины ос-глобулины е-глобулины г-глобулины Мочевина, мгХ Глюкоза, мкм*л-1 Кальций, мг£ Фосфор, мгХ Цинк, мкгХ Йод, мкг% Витамин А, мг% Витамин Е, мг% . Витамин С, мг% Каротин, мгХ

5,39±0,857 7,4812,128

119+4,9 1,60+0,201 7,57+0,185

38,26+1,143 15,29±0,278 14,84+0,407 31,61±1,115 27,67+3,277 2,97+0,062 11,7+1,11 4,79±0,367 612,0±21,88 4,08±0,347 0,153+0,0256 0,93±0,378 2,35+0,189 0,28210,1077

6,07±0,423 7,89±1,975

125±9,7 0,79Ю,165* 7,9810,641

6,20+0,311 9,51+1,618

129+9,2 0,80+0,099* 8,20+0,387

41,6211,675 14,86+0,631 15,09±0,280 28,43+2,345 22,2011,460 3,12±0,107 11,0±0,29 4,99±0,211 622,2128,92 5,18Ю,120* 0,402+0,0287 0,196+0,0310 2,21±0,411** 1,71±0,455 2,77+0,180 3,06+0,215* 0,678+0,1470 0,413+0,1722

40,54±0,532 15,08±1,018 14,79+0,469 29,59+0,661 23,35±2,166 3,23±0,055 11,7+0,79 5,14+0,139 666,1±14,55 5,6910,112*

* - р < 0,05; ** - р < 0,01

В качестве тенденции отмечаем увеличение содержания альбу-

минов и снижение гамма-глобулинов в сыворотке крови коров II и III групп. У животных этих групп уменьшилась также концентрация мочевины в крови по сравнению с контролем на 19,8 и 15,6 Z соответственно.

Особый интерес вызывает факт статистически достоверного повышения концентрации йода в крови коров второй и третьей групп - на 27,0 и 39,5 7. по сравнению с контролем, а, следовательно, положительного влияния сорбентов на его усвоение и обмен. Интерес этот продиктован тем, что Белгородская область, как и многие другие в России, относится к эндемическим по йоду зонам. В частности, дефицит его в кормах для различных видов и половозрастных групп сельскохозяйственных животных согласно данным ученых Белгородской ГСХА варьирует от 35 до 80 %.

Белая сажа в рационе коров благоприятно сказалась на усвоении каротина и витамина Е, содержащихся в кормах, о чем свидетельствует увеличение в сыворотке крови концентрации ретинола в 2,6 (р<0,01), каротина в 2,4 (р>0,05) и суммы токоферолов в 2,0 (р>0,05) раза. Действие аскосорба на величину в крови жирорастворимых витаминов было не столь выраженным и не подтвердилось статистически. Однако и в этом варианте опыта имело место увеличение концентрации каротина, витаминов А и Е соответственно в 1,5, 1,3 и 1,8 раза. Имея в своем составе аскорбиновую кислоту, препарат аскосорб вызвал увеличение концентрации витамина Сив цельной крови коров III группы на 30,2 % (р<0,05) по сравнению с контролем.

Диоксид кремния (белая сажа) и отработанный активированный уголь в сочетании с аскорбинатом цинка (аскосорб) проявили очевидное денитрифицурующее действие и статистически достоверно снизили уровень нитрат-ионов в крови в два раза (р<0,05).

Среднесуточный удой молока в I (контрольной) группе составил за период опыта 19,3±1,68 кг, II - 19,6±1,33 кг, III -21,7±1,41, что позволяет говорить о позитивном влиянии аскосорба на-молочную продуктивность коров и отсутствии такого влияния при использовании белой сажи.

Не выявлено различий между молоком коров контрольной и опытных групп по содержанию жира и белка, табл. 5. При этом следует отметить в общем-то низкую концентрацию последнего, что не является типичным для летнего периода кормления коров.

Кислотность и плотность молока, содержание в нем лактозы и кальция находились у коров контрольной и опытных групп практически на одинаковом уровне. Тогда как концентрация фосфора под действием сорбентов была несколько выше, особенно у коров, получавших аскосорб. В этом случае увеличение составило 13,5 X и было статистически достоверным (р<0,05).

5. Некоторые показатели молока, характеризующие его физико-химические свойства и биологическую ценность, п = 5

Показатели, единицы измерения Группы опыта

I-контроль Ii-белая сажа III-аскосорб

Жир, 7. 3,33+0,24 3,49+0,21 3,33+0,27

Кислотность, Т° 18+0,5 17±0,4 17±0,6

Плотность, А0 29,6+0,36 29,0+0,37 29,2±0,48

Белок, 2 3,02+0,123 3,08±0,085 3,19+0,101

Лактоза, £ 4,21+0,11 4,50±0,32 4,49+0,26

Кальций, 7. 0,20+0,012 0,19±0,010 0,21+0,009

Фосфор, 7. 0,074+0,002 0,079±0,001 0.084±0,003*

Каротин, мг*л-1 0,179±0,029 0,210+0,021 0,212+0,013

Витамин А, мг*л-1 0,245+0,022 0,270+0,015 0,240±0,009

Витамин С, мг*л-1 18,84±1,579 20,36±1,684 21,45±1,392

Йод, мг*л 0,050+0,002 0,051±0,002 0,059±0,001*

Как и можно было предположить, исходя из данных биохимического анализа крови, в молоке коров II и III групп зафиксировано некоторое повышение концентрации каротина, витаминов А и С. Статистически достоверное увеличение йода в молоке вызвало использование в составе комбикорма аскосорба (р<0,05).

Наиболее значимым влияние белой сажи и аскосорба на химический состав молока было в отношении веществ, снижающих его качество и представляющих потенциальную опасность для здоровья.

Данные таблицы 6 свидетельствуют о снижении в молоке коров II и III групп концентрации аммиака на 13,9 и 22,2; нитрат-ионов - на 13,0 и 40,8 (р<0,05) и нитрит-ионов - 9,1 и 27,3 % по сравнению с контролем соответственно.

Очевидно, что здесь имело действие препаратов селективно сорбировать нитраты кормовой массы в желудочно-кишечном тракте, а также способствовать их восстановлению до соединений, преде-

- 19 -

тавляющих меньшую опасность для организма.

Также отмечаем снижение в молоке коров опытных групп концентрации тяжелых металлов и ХОП, хотя статистически достоверные различия были установлены линь по свинцу.

6. Концентрация в молоке потенциально опасных для здоровья веществ, мг*л-1, п = 5

Показатели Группы опыта •

I-контроль Н-белая сажа II1-аскосорб

Аммиак 3,24±0,479 2,79±0,597 2,52+0,506

Нитрат-ион 8,33±0,859 7,25±0,414 4,93±0,425*

Нитрит-ион 0,11±0,015 0,10±0,011 0,08±0,010

Цинк 2,45±0,145 2,10±0,095 2,30±0,113

Медь 1,26±0,084 1,19±0,081 1,00±0,104

Кадмий 0,016±0,002 0,014±0,001 0,012±0,001

Свинец 0,127±0,007 0,110±0,006 0,101±0,006*

г-ГХЦГ 0,064+0,014 0,062±0,027 0,059±0,013

ДДТ 0,033±0,008 0,018+0,005 0,016±0,003

Таким образом, использование белой сажи и препарата аско-сорб в качестве кормовых добавок в летнем рационе лактирующих коров, помимо положительного влияния на обмен веществ и продуктивность животных, способствовало получению биологически более полноценного и экологически чистого молока.

ВЫВОДЫ

1. Молоко, производимое в зоне до 30 км от Белгорода и поступающее на АОЗТ "Белмолоко" для переработки, по таким параметрам, как белок, тяжелые металлы, остаточные количества ГХЦГ и ДДТ не отвечает требованиям, предъявляемым к сырью для производства продуктов детского питания. Наибольшую проблему представляет значительный уровень загрязнения молока соединениями свинца и меди, концентрация которых в среднем превышает ПДК соответственно в 3,0 и 1,3 раза, а также наличие в 70 7. от общего числа обследованных проб хлорорганических пестицидов в количествах, превышающих ПДК.

2. Качество молока и содержание в нем токсичных веществ

имели сезонную динамику. Молоко с содержанием белка ниже 3,0 X преимущественно получали в весенний период, избыточной концентрацией нитратов, аммиака и свинца - до 15,87, 6,01 и 0,164 мг*л-1 соответственно - в период с июля по сентябрь.

3. В процессе переработки молока в кефир, сметану, творог и масло выявлены следующие закономерности:

- отсутствуют существенные различия концентрации нитратов, нитритов, меди, кадмия и свинца между молоком и продуктами его переработки в кефир, сметану и творог;

- имеет место концентрирование соединений цинка в кефире, меди и гамма-ГХЦГ - в сметане, снижение уровня ДДТ в кефире и сметане, а ГХЦГ в твороге;

- в результате приготовления сметаны после процесса пастеризации не обнаружили ДДТ, а содержание цинка, меди, кадмия, свинца и ГХЦГ снизилось на 13,1 , 18,7 , 17,6 и 27,1 Z ;

- масло в значительной степени освобождается от присутствующих в исходном молоке кадмия, свинца, метаболитов ДДТ и изомеров ГХЦГ. Приготовление его надо считать наиболее целесообразным при переработке молока с высоким содержанием токсикантов;

- такие технологические приемы, как пастеризация и кислотообразующая ферментация молока способствуют достаточно полному разрушению ДДТ и ГХЦГ. Нитраты метаболизируются до более восстановленных форм преимущественно в процессе молочнокислого брожения. Снижение концентрации тяжелых металлов обусловлено, прежде всего, механической обработкой продуктов - сепарацией.

4. Наибольшей способностью сорбировать ионы меди и свинца из водных растворов обладают высокодисперсный аморфный диоксид кремния (атокс поглощал 94,6 % Си2+ и РЬ2+, белая сажа - 90,7 Z РЬ2+ и 83,3 7. Си2+), одна из разновидностей цеолитов (85,3 7. РЬ2+ и 75,2 Z Си2+), активированный уголь в смеси с аскорбина-том цинка (аскосорб - 85,0 Z РЬ2+ и 78,7 Z Си2+). Наименьшая степень сорбции установлена для поливинилпироллидона (21,2 % РЬ2+ и 38,2 % Си2+). Для большинства препаратов установлен по-лимолёкулярный характер адсорбционного процесса.

5. Диоксид кремния - атокс в условиях ln vivo проявил хорошо выраженные сорбционные свойства. Оптимальная доза препарата для лактирующих коров определена в 20 г на одно животное в сутки или 40 мг*кг-1 массы тела. Дозы от 40 г и выше не изменяют или даже ослабляют уровень элиминации токсичных соединений с

молоком, а дозы выше 100 г ограничивают потребление коровами комбикорма, в состав которого входит атокс.

6. Постоянное скармливание атокса в составе комбикорма в норме 20 г на корову в сутки снижает в молоке концентрацию нитратов на 46, цинка - 11, меди - 35, кадмия - 36, свинца - 35 и хлорорганических пестицидов -63 X; дискретное применение препарата с интервалом в трое суток - на 33, 13, 23, 30, 25 и 31 X соответственно.

Между суточным потреблением коровами препарата атокс и концентрацией в молоке токсичных соединений установлена сильная корреляционная зависимость, что статистически доказывает эффективность препарата.

7. Скармливание белой сажи и аскосорба в составе комбикорма оказало влияние на гемопоэз, белковый, углеводно-жировой и минеральный обмены, использование организмом витаминов. Под действием препаратов в крови коров происходило:

- увеличение концентрации эритроцитов на 12,2 и 15,0 и содержащегося в них гемоглобина - на 5,0 и 8,4% соответственно;

- повышение процентной доли альбуминов и снижение гамма-глобулинов в сыворотке крови, а также уменьшение у коров II и III групп (ежедневное потребление и один раз в три дня) концентрации мочевины на 19,8 и 15,6 7. по сравнению с контролем;

- статистически достоверное повышение концентрации йода у коров второй и третьей групп на 27,0 и 39,5 7. по сравнению с контролем;

- увеличение концентрации каротина в 1,5-2,4, ретинола - в 1,3-2,6 и витамина Е - в 1,8-2,0 раза.

8. Аналог атокса по базисному составу белая сажа и препарат аскосорб обладают в организме коров сорбционным и биологически активным действием. Белая сажа в дозе 30 и аскосорб в дозе 40 г на корову в сутки способствовали снижению содержания в молоке нитратов, цинка, меди, свинца, ХОП относительно к контролю на 13, 14, 5, 13, 15 и 41, 6 , 31, 30 , 28 7. соответственно. Под влиянием аскосорба происходило повышение среднесуточного удоя молока на 12,2 % по сравнению с контролем. Скармливание белой сажи не оказало влияние на молочную продуктивность коров. Имея в своем составе производное аскорбиновой кислоты, препарат аскосорб вызвал увеличение концентрации витамина С в цельной крови на 30,2 и молоке - на 14 % по сравнению с контролем.

9. Использование в рационах лактирующих коров атокса, белой сажи или аскосорба обеспечивает повышение биологической ценности и экологической чистоты молока.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЖИЕНИЯ

Для прогнозирования эффективности действия кормовых сорбентов в качестве экспресс-метода рекомендуется исследование их способности поглощать из водных растворов катионы меди и свинца.

При определении экологической чистоты молочного сырья в условиях Белгородской области особое внимание уделять содержанию в нем меди, свинца, ГХЦГ и ДДТ.

С целью повышения биологической ценности и экологической чистоты молока использовать в рационах коров атокс в дозе 20, белую сажу - 30, аскосорб - 40 г на животное в сутки или 40, 60, 80 мг/кг массы тела соответственно.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ:

1. Шапошников A.A., Габрук Н.Г. Распределение токсичных веществ в молочных продуктах //Молочная промышленность. -1994. - N&. - С.26-28

2. Шапошников A.A., Габрук Н.Г. и др. Некоторые аспекты получения молочного сырья для производства продуктов детского питания //Молочная промышленность. -1994. - N5. - С.23-24

3. Шапошников A.A., Мусиенко H.A., Лаврова О.Б., Габрук Н.Г., Богданов В.Ф. Влияние энтеросорбентов на интерьерные показатели коров и уровень токсикантов в молоке //Тез. докл. международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы ветеринарно-санитарного контроля сельскохозяйственной продукции. 12-15 декабря 1995 г. - М., 1995. - С.42

4. Шапошников A.A., Габрук Н.Г. Токсичные соединения в молоке и продуктах его переработки //Тез. докл. международной научно-практической конференции "Актуальные проблемы ветери-нарно-санитарного контроля сельскохозяйственной продукции. 12-15 декабря 1995 г. - М., 1995. - С.50

5. .Габрук Н.Г., Шапошников A.A. Исследование обыенно-сорбцион-

ньи свойств синтетических и природных сорбентов //Материалы международной научно-практической конференции, посвященной 125-летию со дня рождения профессора Бельговского Ивана Васильевича. - Харьков, 1995. - С.88

6. Мусиенко H.A., Шапошников A.A., Габрук Н.Г.и др. Применение сорбирующих добавок в животноводстве //Химия в сельском хозяйстве. - 1997. - N1. - С.18-19

7. Шапошников A.A., Габрук Н.Г. и др. О пригодности молока для приготовления продуктов детского питания //Зоотехния.-1997. - УЗ - С.27-28

3. Владимиров В.Л., Шапошников A.A., Габрук Н.Г. Биохимические показатели крови и химический состав молока коров при использовании в их рационе кормовых сорбентов. //Бюллетень Белгородской ГСХА. - 1998. - С.9.

Зак. №418, тир. 100

г. Белгород, ромайор Госкомстата