CC BY
64
Соколова О.Я., Мирошников С.А., Дроздова Е.А., Холодилина Т.Н.
Институт биоэлементологии Оренбургского государственного университета
ЗНАЧЕНИЕ ЭКСТРУДИРОВАННЫХ КОРМОВ В РЕГУЛИРОВАНИИ ОБМЕНА УСЛОВНО ТОКСИЧНЫХ И ЭССЕНЦИАЛЬНЫХ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ
В ОРГАНИЗМЕ КУР-НЕСУШЕК
В работе представлены экспериментальные данные, указывающие на снижение содержания тяжелых металлов в продукции кур-несушек, получающих зерносмеси, подвергнутые горячей экструзии. Выявлено, что в числе причин данного явления: снижение усвояемости химических элементов и повышение их эндогенных потерь из организма.
Экструдирование является одним из наиболее эффективных и широко применяемых в комбикормовой промышленности способов обработки зернопродуктов, что во многом обусловлено уникальными свойствами приобретаемые кормами после экструзии.
Известно что, экструдирование приводит к повышению качества исходного сырья, а именно способствует снижению степени об-семененности кормовых смесей микроорганизмами; модификации и клейстеризации крахмала, что повышает усвояемость корма, животными; улучшает сенсорные (органолептические) показатели корма [2]. Между тем, помимо влияния экструзии на доступность органических веществ, последнее распространяется и на использование минеральных веществ. Подтверждением этого могут являться результаты следующих исследований.
Материалы и методы
В исследованиях «in vitro» оценивали способность к растворимости отдельных химических элементов (Cu, Ni, Mn, Sr, Pb, Cd) из экструдированного зерна пшеницы и зерно-продуктов (отруби и кормосмесь). Для чего, в трех и более повторностях корма, измельченные до консистенции пудры навеской 5 г помещали в раствор соляной кислоты (50 мл, 0,003 моль/л) с перемешиванием на механической мешалке. По истечении заданного времени смесь фильтровали, с последующим исследованием фильтрата на содержание растворимых форм оцениваемых элементов. В ходе исследований оценивали время установления равновесия и влияния величины рН на растворимость оцениваемого элемента (изменение значений рН раствора достигалось через введение растворов соляной кислоты и гидроксида натрия).
Исследования на модели кур-несушек финального кросса «Родонит» выполнены в ус-
ловиях экспериментального цеха птицефабрики «Родина» Сорочинского района Оренбургской области для чего было отобрано 90 голов 15 недельных курочек, из которых методом аналогов было сформировано три группы по 30 голов в каждой. В течение подготовительного периода вся подопытная птица находилась в одинаковых условиях кормления и содержания. Затем, начиная с 18-недельного возраста, в рационе птицы опытных групп заменяли зерновую часть основного рациона (65% по массе) на экструдированную сходную по составу кормосмесь, соответственно в I опытной на продукт горячей экструзии, а II - холодной. Кормосмесь, состояла на 30% из ячменя, 63% пшеницы и 7% отрубей.
Кормление подопытной птицы осуществлялось в соответствии с рекомендациями ВНИТИПа (1998) по работе с кроссом «Родонит».
Степень влияния кормов, подвергнутых различным видам экструзии на интерьерные показатели тела кур-несушек, а также на обмен химических элементов (на примере свинца) в организме птицы определяли в ходе контрольных убоев подопытной птицы в 18 - и 28 - недельном возрасте и в процессе оценки яичной продуктивности. Убой и исследование состава яйца кур проводили по общепринятым методикам [5].
Баротермическая обработка кормосмесей осуществлялась на универсальном одношнековом пресс-экструдере ПЭШ - 30/1. Экст-рудирование происходило при различной температуре (t 0C) и влажности образца (W,%)
[3].
В ходе исследований по оценке сорбционной способности кормов «in vitro» изучали кинетику механизма сорбции свинца и цинка образцами зернопродуктов. Для чего в серии опытов измельченные корма навеской 5 г помещали в 0,1 н. раствор сернокислой цинка (50
ТТПТП-АВ
230 ВЕСТНИК ОГУ №о12/ДЕКАБРЬ'200вПриложение БИОЭЛЕМЕНТОЛОГИЯ
мл) сорбционные свойства образца оценивали по факту снижения содержания оцениваемого элемента в растворе после фильтрации через складчатый фильтр «синяя лента».
Биосубстраты и растворы в ходе исследований анализировали на содержание оцениваемых элементов, на атомно-абсорбционном спектрометре АА8-4.
Результаты и их обсуждение
На этапе пилотных исследований при оценке свыше 200 проб не экструдированных и экструдированных зернопродуктов было обнаружено влияние экструзионной обработки на степень растворимости металлов из зерна и продуктов его переработки. В частности, растворимость никеля из отрубей после экструзии снижалась на 26,5% (Р<0,001), марганца на 24,8% (Р<0,001), стронция на 10,3% (Р<0,05), свинца на 18,3% (Р<0,01), кадмия на 50,0% (Р<0,001). Аналогичный показатель для зерна составил 57,1; 34,8; 25,8; 34,1; 50% (Р<0,001) соответственно (время экспозиции 24 часа).
Как следует из полученных результатов максимальная растворимость свинца и цинка характерна для нативных отрубей и кормосме-си. В то время как по мере возрастания температуры экструзионной обработки образцов степень растворимости свинца и цинка снижается. Скорость растворимости свинца из нативных отрубей при часовой экспозиции в растворе составила 0,22 мг/лЧчас при увеличении времени экспозиции с 2-3; 4-6; 7-24 до 25-48 часов, скорость снижается от 0,08; 0,006; 0,0005 до 0,0004 мг/лЧчас соответственно,. По мере увеличения температуры экструзионной обработки интенсивность перехода ионов свинца в раствор также снижается и составляет за первый час экспозиции из отрубей подвергнутых холодной экструзии 0,10 мг/лЧчас, теплой и
горячей 0,07 и 0,05 мг/лЧчас соответственно. Равновесие в системе раствор-образец по отношению к оцениваемому элементу устанавливается уже в течение 6-10 часов, сущая аналогия характерна и для цинка.
При этом наиболее значительная степень выхода свинца в раствор характерна для не экструдированного продукта, минимальная для продукта подвергнутого горячей экструзии. В частности растворимость свинца из образца снижается с 65% для исходного корма до 64,6% для продукта холодной экструзии и 40,0% для продукта горячей экструзии. Зависимость степени растворимости оцениваемого металла из образца, от температурного режима экструзионной обработки, можно объяснить усилением деструкции крахмала и других биополимеров, увеличение степени денатурации белка при более жестких режимах обработки образца (температура, давление, механическое истирание), что вероятно сопровождается образованием связей химических элементов с органическим веществом. Как следует, из результатов исследований стойкость вновь образованных связей во многом определяется концентрацией водородных ионов в растворах.
При этом, максимальная степень растворимости металлов из образца наблюдается в сильнокислой среде при рН< 2. В частности при рН 1,2 в рассыпных образцах зерна и кор-мосмеси растворимость свинца приближалась к 90%. (рис.1).
Как следует из полученных фактов, свинец и цинк входящий в состав корма подвергнутого горячей экструзии менее доступны для обмена в организме животных и птицы. Одним из следствий этого стало снижение содержания элементов в тканях кур-несушек, полу-
1ОО
8О
60
4О
20
0
%
pH
2 4 „ б
неэкструдироавнныи корм
теплая экструзия
8 10 12 ■ холодная экструзия
ж горячая экструзия
14
Рисунок 1. Степень растворимости свинца из кормосмеси в зависимости от величины рН раствора LAB ВЕСТНИК ОГУ № 12/ДЕКАБРЬ '2006 Приложение БИОЭЛЕМЕНТОЛОГИЯ 231
Группа Поступило с кормом Содержание в продукции Коэффициент использования от принятого, %
в приросте массы тела в яйцемассе итого
Pb Zn Pb Zn Pb Zn Pb Zn Pb Zn
Контрольная 2,73 342,4 +0,018 +0,037 - 12,8 +0,018 12,83 0,00065 3,7
I опытная 3,15 327,9 -0,479 -12,430 - 1,08 -0,479 1,08 - -
II опытная 3,12 386,6 -0,432 -6,205 - 9,17 -0,432 2,96 0,01244 0,76
чавших экструдаты. Так если в контроле значение данного показателя по свинцу к концу эксперимента составило 0,62 мг/гол, что идентично показателю на начало опыта 0,64 мг/гол, то в опытных группах данные величины оказались ниже на 28,1% (Р< 0,001) в I опытной группе и на 29,6% (Р< 0,001) во II опытной группе, аналогичная закономерность присуща и цинку.
Однако, при всей выраженности действия экструдированных кормов на элементный состав тела подопытной птицы, наиболее значительные изменения под их влиянием имели место в составе продуцированной яйцемас-сы. Так выход цинка с совокупной яйцемас-сой в I опытной группе составлял только 1,08 мг/гол, во II опытной - 9,17 мг/гол против 12,8 мг/гол в контроле (табл. 1).
Коэффициенты конверсии оцениваемых элементов из корма в продукцию по контрольной группе в целом соответствовал и ранее опубликованным данным [4]. Между тем дача экструдатов привела к значительному снижению ретенции элементов в ткани тела и синтезируемую яйцемассу. Причем наиболее значительно в I опытной группе.
Объяснение данного факта с позиции ранее выявленной закономерности (исследование in vitro) - снижение растворимости элемента из экструдированных кормов, не представлялось возможным, так как в организм птицы с данными кормами поступало только
50-84% оцениваемого элемента. И даже в случае абсолютной нерастворимости данных веществ нельзя было ожидать от их дачи столь выраженных потерь элемента из организма птицы. Последнее можно объяснить иными свойствами экструдатов выявлению, а именно, способностью к сорбции.
В наших исследованиях показано, что максимальная степень сорбции химических элементов (на примере цинка из раствора его солей) наблюдается для горячего экструдата, а минимальная - для рассыпных образцов. Так, например, степень сорбции цинка из раствора рассыпными отрубями в период от 3 до 6 часов составляет 73,7 - 74,2%, при холодной экструзии сорбция цинка составляет 76,3 - 77,2%; при теплой экструзии сорбция цинка составляет 80,6 - 80,9% и при горячей экструзии 85,3 - 86,0%.
На фоне достижения равновесия в системе «раствор - образец корма», степень сорбции цинка кормосмесью подвергнутой холодной экструзии составляет 70,4%; при горячей экструзии - 77,2%, соответственно. В тоже время как для исходного образца по цинку данные величины составляли только 53,9%.
Таким образом, кормление птиц экструдированными кормами, с применением различного режима их обработки, позволило нам констатировать энтеросорбцию в организме птицы, и утверждать, что экструзия способствует получению кормов, обладающих широким спектром сорбционных свойств.
Список использованной литературы:
1. Щелкунов Л.Ф., Дудкин М.С., Корзун В.Н., Пища и экология. - Одесса: Оптимум, 2000 - 350 с.
2. Черняев Н.П. Технология комбикормового производства. - М.: Агропомиздат, 1985 - 124 с.
3. Соколова О.Я., Влияние экструдированных кормов на обмен тяжелых металлов и продуктивность кур-несушек - Автореферат диссертации на соискание к.б.н., Оренбург 2006 - 6 с..
4. Георгиевский В.И. Физиология сельскохозяйственных животных. - М.: Агропромиздат, 1990 - 86 с..
5. ВНИТИП. Руководство по работе с птицей кросса «Родонит» // И.А. Егоров, И.П. Кривопишин, А.Ш. Кавтарашвили и др. Под общей редакцией В.И. Фисинина, Н.Н. Шабетова. - Сергиев Посад, 1998 - 58 с.
232 ВЕСТНИК ОГУ№ 12/ДЕКАБРЬ'2006ПриложениеБИОЭЛЕМЕНТОЛОГИЯ Т.1И.1АВ
