Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ КАДМИЯ В ПЕЧЕНИ КРУПНОГО РОГАТОГО СКОТА

Изобретение относится к животноводству, ветеринарии, экологии и предназначено для использования в качестве прижизненного теста на уровень аккумуляции кадмия в печени крупного рогатого скота.

Одним из главных и широко распространенных поллютантов в окружающей среде является кадмий. Так как он способен вызывать серьезные патологические изменения в организме, его высокие концентрации могут привести к смерти. Российским СанПиНом кадмий отнесен ко 2-му классу опасности - «высоко опасные вещества» (Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества: СанПиН 2.1.4.1074-01. - Введ. 2002-01-01. - М.: Минздрав России, 2002 г., стр. 6). Токсичность кадмия проявляется даже при относительно низких концентрациях. Основные пути поступления кадмия в организм - алиментарный и респираторный (Петухов, В.Л. Генофонд скороспелой мясной породы свиней / В.Л. Петухов, В.Н. Тихонов, А.И. Желтиков и др. - Новосибирск: Юпитер, 2005. с. 552-553).

Экспериментально доказано негативное влияние кадмия на рост и развитие молодняка крупного рогатого скота и свиней (Masaoka, Т. Effects of sulphur, molybdenum and Cd on the growth rate and trace element status in the ruminants and pigs / T. Masaoka, M. Anke, B. Groppel, F. Akahori // 6th Int. Trace Element Symp., 1989. - Vol. 2, P. 510-525). Поэтому биоиндикацию уровня кадмия у животных необходимо проводить с целью профилактики патологических процессов и при необходимости коррекции и снижения аккумуляции кадмия в конечных продуктах животноводства, что в свою очередь поможет в получении экологически безопасной продукции.

Известны способы определения кадмия в пищевом сырье (Продукты пищевые. Методика определения токсических элементов атомно-эмиссионным методом. - M.: Госстандарт России, 1997, С. 10-21). Однако определение элементов происходит уже у забитых животных непосредственно из органов и тканей.

Кроме того, существует способ определения кадмия в мышечной ткани крупного рогатого скота (Патент РФ №2426119) и свиней (Патент РФ №2342659). Недостатком первого метода является нестабильность химического состава крови, а второй метод предложен для животных другого вида. Оба метода трудоемки для взятия образцов и подвергают животных значительному стрессу.

От рассмотренных выше методов предлагаемый способ отличается тем, что проводят определение элементного состава волоса, взятого от живых животных, методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Устанавливают концентрацию Μn в волосе для определения кадмия в печени и рассчитывают уравнение регрессии:

у=-0,00009х+0,1473,

где x - содержание Μn (мг/кг) в волосе,

у - содержание Cd (мг/кг) в печени.

Пример выполнения

У бычков герефордской породы в возрасте 18 месяцев были взяты пробы волос в области холки. Для анализа волос был тщательно промыт. Пробу волос помещали в колбу с дистиллированной водой и потом перемешивали миксером со скоростью вращения 1000 об/мин в течение одной минуты. Повторяя эту процедуру, воду меняли до 10 раз. Затем проба промывалась в ацетоне марки ОСЧ 49-5 в течение двух минут, после чего промывалась дионизированной водой 3 раза и высушивалась при комнатной температуре.

Для проведения анализа взвешивали навеску массой 100 мг и помещали в кварцевую чашку, которую ставили в холодную кварцевую печь. Затем температуру печи поднимали до 250°С и выдерживали при данной температуре 15 минут. Потом температуру поднимали до 450°С и выдерживали еще 15 минут. После чего пробу оставляли в печи остывать до комнатной температуры. После обугливания проба перетиралась в кварцевых чашках до состояния порошка. Затем из подготовленной пробы отбирали навеску массой 10 мг и смешивали с 50 мг графитового порошка и 40 мг спектроскопического буфера, состоящего из 15% NaCl и графитового порошка. Непосредственно для анализа отбиралось 20 мг из полученной смеси.

Элементный анализ волос проводили с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа на базе аналитической лаборатории Института неорганической химии им. А.В. Николаева СО РАН. Для проведения анализа были использованы двухструйный дуговой плазмотрон и многоканальный атомно-эмиссионный спектрометр Гранд производства ООО ВМК-оптоэлектроника.

На базе биохимической лаборатории Сибирского научно-исследовательского и проектно-технологического института животноводства РАН проводился анализ проб печени на атомно-абсорбционном спектрофотометре Shimadzu. Для исследования пробы весом 100 г измельчались до однородной массы, затем высушивались до постоянной массы в печи около 12 часов при температуре 60-70°С. Из полученного сухого остатка брали 3 г и озоляли в муфельной печи при температуре 500-550°С в течение 10-15 часов. После этого пробы остывали при комнатной температуре. Далее полученный зольный остаток массой 3 г растворяли в 3 мл 50% соляной кислоты, затем раствор выпаривался на электроплите до получения сухого осадка, который переносился в колбу с 25 мл дистиллированной воды. Полученный готовый раствор исследовался на элементный состав.

Данные по содержанию химических элементов в печени представлены в таблице 1. В печени бычков герефордской породы в наибольшей степени концентрируется железо, а в наименьшей - кадмий. Уровень содержания химических элементов в печени можно представить в виде возрастающего ряда: Cd≤Pb и Mn<Fe. Наблюдается тенденция более высокой фенотипической изменчивости кадмия в сравнении с марганцем.

В таблице 2 отражены данные по содержанию химических элементов в волосе. Уровень микроэлементов в волосе можно представить в виде ранжированного ряда: Fe>Mn>Al>Zn в соотношении 3,8:1,7:1,3:1. Соответственно, содержание железа в волосе в 3,8 раза выше, чем цинка (Р<0,001). Высокая фенотипическая изменчивость характерна для всех изученных микроэлементов в печени, более высокая вариация отмечена по алюминию, чем по железу (Р<0,05).

Между изученными показателями в печени имеются относительно высокая отрицательная корреляция - табл. 3. С целью прогнозирования уровня кадмия было рассчитано уравнение регрессии. По уровню марганца в волосе можно рассчитать концентрацию кадмия в печени.

Таким образом, предлагаемый способ определения содержания кадмия позволяет провести прижизненную оценку интерьера животных, используя при этом их волос.