CC BY
2
УДК / UDC 636.238.1
СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОЕ ОКИСЛЕНИЕ КАК ПОКАЗАТЕЛЬ КАЧЕСТВА
МОЛОКА
FREE RADICAL OXIDATION AS AN INDICATOR OF MILK QUALITY
Ярован Н.И.,* д.б.н., профессор, заведующая кафедрой биотехнологии и химии
имени профессора Н.Е. Павловской Yarovan N.I., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department of Biotechnology and Chemistry named after Professor N.E. Pavlovskaya Болкунов П.С., к.с.-х.н., ассистент кафедры эпизоотологии и терапии Bolkunov P.S., Candidate of Agricultural Sciences, Assistant of the Department of Epizootology and Therapy Веселов С.Л., аспирант по научной специальности 1.5.4 Биохимия Veselov S.L., postgraduate student in scientific specialty 1.5.4 Biochemistry ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education «Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin», Orel, Russia
*E-mail: [email protected]
В статье приводятся результаты научных исследований по влиянию растительных адаптогенов антиоксидантного действия (базилика фиолетового, шпината огородного и лецитина по отдельности и в комплексе) на уровень свободно-радикального окисления в крови и молоке коров голштинской породы в условиях промышленного стресса. Научные исследования проводили на базе животноводческого комплекса Орловской области: АО «Картофельная Нива Орловщины» (с. Сабурово, Орловский р-н) в зимний стойловый период. Состояние оксидантно-антиоксидантной системы изучали до и после применения у коров базилика фиолетового, шпината огородного и лецитина по отдельности и в комплексе на фоне основного кормления. Были созданы 4 группы из коров голштинских коров 2-ой лактации. Коровы 2-ой, 3-ей и 4-ой групп получали предлагаемые добавки в разных вариантах: коровы 2-ой группы получали основной рацион (ОР) + базилик фиолетовый (БФ) + лецитин (Л), 3-ей группы - основной рацион (ОР) + шпинат огородный (ШО) + лецитин (Л), 4-ой группы - ОР + БФ + ШО + Л. Коровы 1-ой группы служили контролем и получали ОР. Для улучшения качества молока, определяемого рядом показателей, включающих и показатели системы ПОЛ-АОС в молоке у голштинских коров, рекомендуем использовать в кормлении дополнительно к основному рациону базилик (в дозе 50 г. на голову), шпинат (250 г. на голову) и лецитин (50 г. на голову). При этом наибольший положительный эффект достигается при их комплексном использовании. Улучшение качества молока при применении предлагаемой композиции происходит несомненно за счет снижения стресс-индуцированных метаболических нарушений у коров, содержащихся в условиях промышленных комплексов.
Ключевые слова: малоновый диальдегид, церулоплазмин, свободно-радикальное окисление, коровы голштинской породы, молоко, кровь.
The article presents results of the scientific research on the effect of plant adaptogens with antioxidant action (purple basil, garden spinach and lecithin individually and in combination) at the level of free radical oxidation in the blood and milk of Holstein cows under industrial stress conditions. The scientific research was carried out on the basis of the livestock complex of the Orel region: JSC Potato Niva Oryolshchiny (Saburovo village, Oryol district) during the winter stall period. The state of the oxidant-antioxidant system was studied before and after the use of purple basil, garden spinach and lecithin in cows individually and in combination against the background of the main feeding. 4 groups of Holstein cows of the 2nd lactation were created. The cows of the 2nd, 3rd and 4th groups received the proposed additives in different versions: cows of the 2nd group received the basic diet (BD) + purple basil (PB) + lecithin (L), the 3rd group received the basic diet (BD) + garden spinach (GS) + lecithin (L), group 4 -basic diet (BD) + purple basil (PB) + garden spinach (GS) + lecithin (L). The cows of group 1 served as control and received basic diet (BD). To improve the quality of milk, determined by a number of
indicators, including indicators of the POL-AOS system in milk from Holstein cows, we recommend using basil (in a dose of 50 g per head), spinach (250 g per head) and lecithin (50 g per head). At the same time, the greatest positive effect is achieved when they are used in combination. Improvement in the quality of milk when using the proposed composition undoubtedly occurs due to the reduction of stress-induced metabolic disorders in cows kept in industrial complexes.
Key words: malondialdehyde, ceruloplasmin, free radical oxidation, Holstein cows, milk, blood.
Актуальность. Свободно радикальное (перекисное) окисление в нормальных условиях является обязательным процессом в клетках биологического организма. Однако, в условиях стресс-реакции, представляющей особое состояние организма животного или человека, возникающее при воздействии стресс- факторов различного происхождения, свободно-радикальное окисление является лавинообразной патогенетической платформой для развития физиолого-биохимических изменений в организме. При этом нарушаются жизненно важные функции, в том числе и синтез молока у коров. Учеными установлено влияние патологически высокого уровня свободно-радикального окисления на качество молока, заключающееся в резком ухудшении качества сырого молока. [4]
Продукты перекисного окисления в молоке характеризуют состояние системы пероксидации липидов в молочной железе коров. В условиях индустриального ведения молочного скотоводства, сопровождающегося воздействием ряда стресс-факторов, у лактирующих коров наблюдается дисбаланс между образованием и нейтрализацией перекисных соединений. Такое состояние вызвано недостаточной активностью системы антиоксидантной защиты. При этом ряд ученых выявил снижение активности энзимов -антиоксидантов молока. [7]
Цель исследований. В связи с выше описанным целью наших исследований было изучение влияния растительных адаптогенов антиоксидантного действия (базилика фиолетового, шпината огородного и лецитина по отдельности и в комплексе) на уровень свободно-радикального окисления в крови и молоке коров, находящихся в условиях промышленного стресса.
Материалы и методы. Научные исследования по влиянию базилика фиолетового, шпината огородного и лецитина на свободно-радикальное окисление и состояние антиоксидантной системы в крови и молоке у коров голштинской породы в условиях промышленного стресса проводили на базе животноводческого комплекса Орловской области: АО «Картофельная Нива Орловщины» (с. Сабурово, Орловский р-н) в зимний стойловый период. [8]
Состояние оксидантно-антиоксидантной системы изучали до и после применения у коров базилика фиолетового, шпината огородного и лецитина по отдельности и в комплексе на фоне основного кормления. Были созданы 4 группы из коров голштинских коров 2-ой лактации. [6] Коровы 2-ой, 3-ей и 4-ой групп получали предлагаемые добавки в разных вариантах: коровы 2-ой группы получали основной рацион (ОР) + базилик фиолетовый (БФ) + лецитин (Л), 3-ей группы - основной рацион (ОР) + шпинат огородный (ШО) + лецитин (Л), 4-ой группы - ОР + БФ +ШО + Л. Коровы 1-ой группы служили контролем и получали ОР.
Результаты исследований. Уровень свободно-радикального окисления в молоке, несомненно, будет связан с его содержанием в крови. [5]
Показатели малонового диальдегида в сыворотке крови как характеристики свободно-радикального (перекисного) окисления при использовании
предлагаемых добавок к концу эксперимента (на 30-й день) представлены на рисунке 1.
1 гр. контроль 2 гр. опытн. 3 гр. опытн. 4 гр. опытн.
(ОР хозяйства) (ОР+БФ+Л) (ОР+ШО+Л) (ОР+БФ+ШО+Л)
Рисунок 1 — Показатель МДА в сыворотке крови высокопродуктивных коров при использовании в кормлении базилика (в дозе 50 г. на голову), шпината (250 г. на голову) и лецитина (50 г. на голову) на 30-й день эксперимента, (мкмоль/л)
Анализ уровня малонового диальдегида в сыворотке крови высокоудойных голштинских коров на фоне использования предлагаемых добавок дополнительно к основному рациону показал значительное его снижение. [9]
Так к концу эксперимента, в группах, получавших базилик и лецитин (2 группа), шпинат и лецитин (3 группа), базилик, шпинат и лецитин в комплексе (4 группа) уровень МДА уменьшился на - на 8,3 %; 26,3 %; 43 % соответственно, относительно контрольной группы. В контрольной группе к концу эксперимента МДА в сыворотке крови коров было выше референтных значений.
Одним из показателей активности антиоксидантной системы является церулоплазмин, содержание которого в сыворотке крови достигает 90 %. [9]
Так, в группах, получавших базилик, шпинат и лецитин по отдельности и в комплексе, выявлено значительное увеличение активности церулоплазмина, рисунок 2.
К концу эксперимента, на 30-й день, в группах, получавших базилик и лецитин (2 группа), шпинат и лецитин (3 группа), базилик, шпинат и лецитин в комплексе (4 группа) значения ЦП увеличились - на 9,5 %; 26,6 %; 38,6 % соответственно, относительно контрольной группы. В контрольной группе у коров, не получавших дополнительно к основному рациону предлагаемых добавок, значения ЦП составляло в среднем - 1,99 мкмоль/л, что было ниже референтных значений.
Рисунок 2 — Показатель ЦП в сыворотке крови высокопродуктивных коров при использовании в кормлении базилика (в дозе 50 г. на голову), шпината (250 г. на голову) и лецитина (50 г. на голову) на 30-й день эксперимента, (мкмоль/л)
Установлено, что у животных с высоким уровнем продуктов ПОЛ в крови, наблюдается высокое содержание продуктов ПОЛ и в молоке, что ухудшает его качество. [2] Это обстоятельство требует использования дополнительных средств антиоксидантного действия в кормлении коров с целью снижения количества свободных радикалов в молоке, рисунок 3.
Рисунок 3 — Содержание МДА в молоке высокопродуктивных коров при использовании в кормлении базилика (в дозе 50 г. на голову), шпината (250 г. на голову) и лецитина (50 г. на голову) на 30-й день эксперимента, (мкмоль/л)
Изучение уровня малонового диальдегида в молоке высокоудойных голштинских коров на фоне использования предлагаемых добавок дополнительно к основному рациону показало значительное его снижение. [7]
Так к концу эксперимента (30-ый день), в группах, получавших базилик и лецитин (2 группа), шпинат и лецитин (3 группа), базилик шпинат и лецитин в
комплексе (4 группа) содержание МДА в молоке уменьшилось на 9,2 %; на 15,3 %; на 35,3 %, соответственно.
Показатели содержания ЦП в молоке при использовании в кормлении коров базилика, шпината и лецитина представлены на рисунке 4.
1 гр. Контроль 2 гр. опытн. 3 гр. опытн. 4 гр. опытн.
(ОР хозяйства) (ОР+БФ+Л) (ОР+ШО+Л) (ОР+БФ+ШО+Л)
Рисунок 4 — Содержание ЦП в молоке высокопродуктивных коров при использовании в кормлении базилика (в дозе 50 г. на голову), шпината (250 г. на голову) и лецитина (50 г. на голову) на 30-й день эксперимента, (мкмоль/л)
Изучение уровня церулоплазмина в молоке высокоудойных голштинских коров на фоне использования предлагаемых добавок дополнительно к основному рациону показало значительное его увеличение.
Так к концу эксперимента (30-ый день), в группах, получавших базилик и лецитин (2 группа), шпинат и лецитин (3 группа), базилик, шпинат и лецитин в комплексе (4 группа) содержание ЦП в молоке увеличилось в 1,5; 1,8 и 2,2 раза, соответственно, относительно контрольной группы.
Анализируя полученные результаты, можно сказать, что наибольший положительный эффект для нормализации оксидантно-антиоксидантной системы достигается при использовании композиции из базилика, шпината и лецитина.
В настоящее время для оценки качества молока в основном определяют содержание белка, молочного жира, сухого вещества, COMO, лактозы, казеина. Однако, при увеличении свободно-радикального окисления в молоке и снижении антиоксидантной защиты его употребление в пищу может привести к дополнительному поступлению свободных радикалов в организм человека, что делает такое молоко малопригодным для получения качественных пищевых молочных продуктов.
Выводы. Для улучшения качества молока, определяемого рядом показателей, включающих и показатели системы ПОЛ-АОС в молоке у голштинских коров, рекомендуем использовать в кормлении дополнительно к основному рациону базилик (в дозе 50 г. на голову), шпинат (250 г. на голову) и
лецитин (50 г. на голову). При этом наибольший положительный эффект достигается при их комплексном использовании. [3]
Улучшение качества молока при применении предлагаемой композиции происходит несомненно за счет снижения стресс-индуцированных метаболических нарушений у коров, содержащихся в условиях промышленных комплексов. [1]
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Галочкин В.А., Галочкина В.П., Остренко К.С. Разработка теоретических основ и создание антистрессовых препаратов нового поколения для животноводства // Сельскохозяйственная биология. 2009. №2. С.43-54.
2. Гусев И.В., Рыков P.A. Референтные интервалы биохимических показателей крови для контроля полноценного кормления молочного скота // Молочное и мясное скотоводство. 2018. №6. С. 22-25.
3. Кароматов И.Дж. Простые лекарственные средства. Издательство: Бухара "Дурдона", 2012. 888с.
4. Каширина Л.Г., Антонов A.B., Плющик И.А. Влияние перекисного окисления липидов в организме лактирующих коров на качество молочного жира // Вестник Рязанского государственного агротехнологического университета им. П.А. Костычева. 2013. № 3(19). С. 24-27.
5. Меднова В.В., Ляшук А.Р., Буяров B.C. Использование фитобиотиков в животноводстве (обзор) // Биология в сельском хозяйстве. 2021. № 1(30). С. 11-16.
6. Писарев Д. И. Химическое изучение состава антоцианов травы Ocimum basilicum L. / Д.И. Писарев,
К.А. Алексеева, О.О. Новиков, И.В. Корниенко, И.А. Севрук // Сетевой журнал «Научный результат». Серия «Медицина и фармация». 2015. Т.1., №4 (б). С. 119 - 124.
7. Подольникова Ю. А. Особенности свободнорадикального статуса молока коров урбанизированной территории (на примере Омской области) : специальность 03.02.08 «Экология (по отраслям)» : автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук / Подольникова Юлия Александровна. - Омск, 2015. - 22 с.
8. Ярован Н.И., Рыжкова E.H., Картамышева Ю.В. Использование растительных адаптогенов при дефиците железа у коров // Молочное и мясное скотоводство. 2019. № 8. С. 49-51.
9. Ярован Н.И, Грибанова Н.Л., Болкунов П.С.Влияние фитобиотиков на стресс-индуцированные свободно-радикальные процессы и молочную продуктивность коров в условиях промышленного комплекса // Вестник аграрной науки. 2020. №2 (83). С. 77 - 83
REFERENCES
1. Galochkin V.A., Galochkina V.P., Ostrenko K.S. Razrabotka teoreticheskikh osnov i sozdanie antistressovykh preparatov novogo pokoleniya dlya zhivotnovodstva // Selskokhozyaystvennaya biologiya. 2009. №2. S.43-54.
2. Gusev I.V., Rykov R.A. Referentnye intervaly biokhimicheskikh pokazateley krovi dlya kontrolya polnotsennogo kormleniya molochnogo skota // Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. 2018. №6. S. 22-25.
3. Karomatov I.Dzh. Prostye lekarstvennye sredstva. Izdatelstvo: Bukhara "Durdona", 2012. 888s.
4. Kashirina L.G., Antonov A.V., Plyushchik I.A. Vliyanie perekisnogo okisleniya lipidov v organizme laktiruyushchikh korov na kachestvo molochnogo zhira // Vestnik Ryazanskogo gosudarstvennogo agrotekhnologicheskogo universiteta im. P.A. Kostycheva. 2013. № 3(19). S. 24-27.
5. Mednova V.V., Lyashuk A.R., Buyarov V.S. Ispolzovanie fitobiotikov v zhivotnovodstve (obzor) // Biologiya v selskom khozyaystve. 2021. № 1(30). S. 11-16.
6. Pisarev D. I. Khimicheskoe izuchenie sostava antotsianov travy Ocimum basilicum L. / D.I. Pisarev, K.A. Alekseeva, O.O. Novikov, I.V. Kornienko, I.A. Sevruk // Setevoy zhurnal «Nauchnyy rezultat». Seriya «Meditsina i farmatsiya». 2015. T.1., №4 (6). S. 119 - 124.
7. Podolnikova Yu. A. Osobennosti svobodnoradikalnogo statusa moloka korov urbanizirovannoy territorii (na
primere Omskoy oblasti) : spetsialnost 03.02.08 «Ekologiya (po otraslyam)» : avtoreferat dissertatsii na soiskanie uchenoy stepeni kandidata biologicheskikh nauk / Podolnikova Yuliya Aleksandrovna. - Omsk, 2015. - 22 s.
8. Yarovan N.I., Ryzhkova Ye.N., Kartamysheva Yu.V. Ispolzovanie rastitelnykh adaptogenov pri defitsite zheleza u korov // Molochnoe i myasnoe skotovodstvo. 2019. № 8. S. 49-51.
9. Yarovan N.I, Gribanova N.L., Bolkunov P.S.Vliyanie fitobiotikov na stress-indutsirovannye svobodno-radikalnye protsessy i molochnuyu produktivnost korov v usloviyakh promyshlennogo kompleksa // Vestnik agrarnoy nauki. 2020. №2 (83). S. 77 - 83
