Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ МОЛОЧНОЙ ПРОДУКТИВНОСТИ КОРОВ И УЛУЧШЕНИЯ КАЧЕСТВА МОЛОКА

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, в частности, к животноводству, и может быть использовано для повышения молочной продукции и улучшения его качества.

Синтез составных частей молока представляет цепочку сложных химических преобразований различных биологических веществ, источниками которых первоначально являются питательные вещества корма.

Продуктивность лактирующих коров и пищевая ценность молока зависят от сбалансированности рационов по питательности и биологически активным веществам, а также от качества используемых кормов. Для того чтобы молозиво стало наиболее полезным и питательным, специалисты рекомендуют вводить в рацион коровы, особенно во второй половине сухостоя и во время раздоя, специальную кормовую добавку с высоким содержанием макроэлементов и микроэлементов (как правило, дефицит в наших условиях Zn, Cu, Со, I, Se) и витаминов (А, Д, Е) [1].

В последнее время в практике кормления молочных коров все большее применение находят наночастицы. Опыт применения такого рода подкормок свидетельствует о положительном влиянии их на состояние здоровья, обмен веществ и показатели животноводческой продукции.

Самая большая задача заключается в разработке системы доставки наночастиц в необходимое место, в правильной концентрации в течение времени, достаточного для выполнения их функции с меньшими побочными эффектами и без токсичности [2, 3].

Системы транспортировки действующего вещества на основе хитозана были успешно исследованы для доставки нерастворимых или цитотоксических лекарств в специфические целевые участки с повышенной терапевтической эффективностью, приводящей к снижению токсичности [4, 5].

Хитозан нетоксичен, биосовместим, биоразлагаем и дешев. Благодаря этим преимуществам он был применен в широком спектре областей, включая биотехнологию, медицину, ветеринарию как систему доставки лекарств. Кроме того, хитозан используется для трансмукозальной доставки пептидов и белков, потому что он мукоадгезивен и обладает способностью проникать через плотные соединения между эпителиальными клетками. Следовательно, хитозан облегчает транспортировку макромолекулярных лекарств [6].

Тем не менее, использование хитозана для доставки наночастиц в организм животных с целью улучшения продуктивности изучено слабо.

Вышеизложенное послужило основанием для изучения показателей молочной продуктивности и улучшения его качества при скармливании наночастиц серебра и цинка с хитозаном.

Сущность предполагаемого изобретения заключается в том, что впервые для увеличения молочной продуктивности животным скармливали хитозан 2,5 г с наночастицами цинка в дозировке - 0,35 г и с наночастицами серебра в дозировке - 0,005 г на животное, что приводило к улучшению качества молока.

С целью определения наилучшего эффекта повышения молочной продуктивности и улучшения ее качества нами на коровах симментальской породы был проведен опыт в СПК колхоз «Имени Димитрова» Акбулакского района Оренбургской области. Было сформировано 3 группы: контрольная и две опытные. Опытным животным скармливали, при увеличении соматических клеток до 6,0 × 10⁵ пробах молока в течение 7 дней, I группы хитозан 2,5 г с наночастицами цинка в дозировке 0,35 г, II хитозан 2,5 г с наночастицами серебра в дозировке 0,005 г/гол [7]. Сравнение проводили с контрольной группой. Препараты смешивали и скармливали вместе с концентратами 2 раза в сутки в течение семи дней. Молочную продуктивность оценивали по контрольным дойкам. Качественные показатели молочной продуктивности изучали по общепринятым методам (табл. 1).

Наночастицы серебра по химическому и фазовому составу составляют - 99,99% металлического серебра, адсорбированных газов до 0,01% - СН₄, СО₂, Ar, N₂, метод получения - электрического взрыва в атмосфере аргона, удельная поверхность S_уд=6,5 м²/г), произведен в Центре коллективного пользования г. Томск, Академический пр., 8/2.

Наночастицы цинка - по химическому и фазовому составу составляют - 99,80% металлического цинка, адсорбированных газов до 0,2%, (метод получения - газофазный), произведен в ФГБОУ ВПО «КНИТУ», ЦКП Казань.

Хитозан - аминосахар, производное линейного полисахарида, макромолекулы состоят из случайно связанных β-(1-4) D-глюкозаминовых звеньев и N-ацетил-D-глюкозамин. Получают хитозан только из хитина, в природе встречается в клеточных стенках клеток грибов отдела Zygomycota (в комплексе с хитином) и панцирях ракообразных. Хитозан - катионный полисахарид основного характера. На сегодня достигнут уровень очистки до 85%.

Для приготовления добавки хитозан смешивали с наночастицами частицами и добавляли в комбикорм.

Результаты опыта показали, что коровы опытных групп, получавшие хитозан с наночастицами, более полно проявили свой генетический потенциал и эффективнее использовали питательные вещества рациона на производство молока. Был проведен анализ молочной продуктивности коров подопытных групп за 7 суток лактации. Результаты представленных данных свидетельствуют о положительном влиянии препарата на процесс образования молока коров (табл. 2).

Среднесуточный удой коров опытных групп был выше по сравнению с контрольной группой на 1,7% и 3,4% (Р<0,005). Наибольшее количество молока за 7 суточный период среди опытных групп было получено от коров II группы, их превосходство по среднесуточному удою над сверстницами контрольной группы составляло 3,4% (Р<0,05), I опытной группы -1,7%(Р<0,05).

Исследованиями установлено, что молоко коров всех групп характеризовалось высокой пищевой ценностью. Полученные данные и их анализ свидетельствуют об определенных межгрупповых различиях по физико-химическому составу средней пробы молока коров в зависимости от количества препарата в рационе (табл. 3, 4).

Молочного жира было получено больше во II группе на 0,87% чем в контроле и по сравнению с I группой на 1,26% (Р>0,95). По содержанию белка в молоке было преимущество у животных II и I опытной групп. Так, преимущество по данному показателю II группы сверстников составило по сравнению с I группой на 0,03%, контрольной - 0,13% (Р>0,05).

Содержание сухого вещества в молоке коров в начале опытного периода варьировало в пределах 11,90-13,5%. При этом по зависимости от вида наночастиц между группами установлены определенные колебания. Концентрация сухого вещества увеличилась в молоке коров I группы на 0,23% и контрольной - 0,28% соответственно. По сравнению с I группой концентрация сухого вещества в молоке особей II группы была выше на 1,37% и 0,69%, и контрольной группы - соответственно на 0,39%.

Содержание СОМО в конце опыта по сравнению с показателями начального периода увеличилось в молоке коров контрольной группы на 0,42%, I опытной - 0,12%, II - 0,03%. Наиболее высокие значения по данному показателю отмечены у животных II опытных групп, получавших хитозан с наночастицами серебра. Коровы II опытной группы превосходили по этому показателю своих сверстниц из других групп соответственно на 0,24% (Р>0,95), 1,93 и 1,24%.

Количество белка в средней пробе молока коров в конце опыта по сравнению с показателями, полученными при постановке на опыт, у коров всех изучаемых групп увеличилось в среднем в контрольной группе на 0,02%, II - 0,08, III - 0,12 и IV гр. - на 0,08% (Р>0,99). После скармливания данной добавки показатели содержания белка были наибольшими у коров II и контрольной групп и наименьшими у животных I группы. Коровы II группы и контрольной превосходили сверстниц I группы на 0,10 и 0,13% соответственно.

Плотность относится к физическим свойствам, но во многом зависит от химического состава молока [12, 13]. В нашем исследовании ее значение было в пределах нормы и составляло до скармливания добавки 30,20-30,90°А и после - 30,6-31,07°А. Однако меньшими значениями плотности характеризовались образцы до использования добавки 30,20-30,90°А. Максимальные показатели были установлены после скармливания хитозана с наночастицами цинка и серебра 30,6-31,07°А.

Углеводы в молоке представлены молочным сахаром - лактозой, вырабатываемой только молочной железой [8-11]. Содержание ее в молоке после использования добавки, как в опытных, так и в контрольной группах притерпело небольшие изменения. Количество лактозы варьировало в пределах 4,70-4,98%. В разрезе групп максимальное ее содержание установлено в молоке коров контрольной группы, минимальное - I группы. Животные II опытной группы по этому показателю занимали промежуточное положение.

По минеральному составу молока особых отличий не наблюдалось, который находился в пределах 0,72-0,74%. Концентрация минеральных веществ в молоке подопытных животных всех испытуемых групп в конце опыта по сравнению с начальным периодом существенно не изменилась. Аналогичная картина наблюдалась и содержанию общего белка в молоке.

Наибольшей калорийностью во все периоды исследования характеризовались коровы II опытной группы, которые получали в качестве кормовой добавки хитозан с наночастицами серебра, что способствовало ее сохранению. Скармливание хитозана с наночастицами цинка наоборот приводило к снижению калорийности молока на 5,9%. В контрольной группе наблюдался подъем данного показателя на 9,7%. После скармливания добавки преимущество у II группы по сравнению с I составило - 19,7%, а по отношению к контролю - на 10,6%.

После скармливания испытуемых добавок группа, которой в течение семи дней вводили в рацион хитозан с наночастицами серебра, показала лучшие результаты по качеству молока (табл. 5, 6). Данная добавка способствовала повышению массовой доли жира на 0,4%, белка - 0,2%; а также снижению количества соматических клеток - 30,0%, микробной обсемененности - 5%, кислотности - 7,6%.

Патогенных микроорганизмов - сальмонелл, в молоке всех групп обнаружено не было.

Таким образом, для повышения молочной продуктивности и улучшения его качества необходимо молочным коровам при увеличении соматических клеток до 6,0 × 10⁵ см³ (г) в течение 7 дней скармливать хитозан с наночастицами серебра в дозировке 0,005 мг/кг на голову, что способствует увеличению среднесуточных надоев и улучшению качества молока.

Источники информации

1. Hill Е.K. Current and future prospects for nanotechnology in animal production / E.K. Hill, J. Li // J. Anim. Sci. Biotechnol. - 2017. - Vol. 8. - p.26. - doi:10.1186/s40104-017-0157-5.

2. Топурия Л.Ю. Состояние иммунной системы коров при применении хитозана / Л.Ю. Топурия, Г.М. Топурия, С.В. Мерзляков // Ветеринарный врач. - 2006. - №3. - С. 36-40.

3. Мещерякова Г.В. Возможность использования хитозана и серы элементарной для получения экологически чистого молока коров/ Г.В. Мещерякова // Особенности физиологических функций животных в связи с возрастом, составом рациона, продуктивностью, экологией и этологией: ученые записки КГАВМ. Казань, 2006. - Т. 185. - С.229-324.

4. Rinaudo M. Chitin and chitosan: Properties and applications / M. Rinaudo // Prog. Polym. Sci. - 2006. - Vol. 31. - pp. 603-632. - doi:10.1016/j.progpolymsci.2006.06.001.

5. Roberts G.A.F. Structure of chitin and chitosan / G.A.F. Roberts // Chitin Chemistry. Palgrave Macmillan; London, UK: 1992. - pp. 85-91.

6. Sudarshan N.R. Antibacterial action of chitosan / N.R. Sudarshan, D.G. Hoover, D. Knorr // Food Biotechnol. - 1992. - Vol. 6. - pp. 257-272. -doi:10.1080/08905439209549838.

7. Технический регламент Таможенного союза TP ТС 033/2013 «О безопасности молока и молочной продукции» (с изменениями на 19 декабря 2019 года).

8. Abou El-Nour K.М. Synthesis and applications of silver nanoparticles / K.M. Abou El-Nour, A. Eftaiha, A. Al-Warthan, R.A. Ammar // Arab. J. Chem. -2010.-Vol. 3. - pp. 135-140. - doi:10.1016/j.arabjc.2010.04.008.

9. Partha S. Nano zinc, an alternative to conventional zinc as animal feed supplement / S. Partha [et al.] // Animal Nutrition. - 2016. - Vol. 2, Issue 3. - P. 134-141.

10. RajendranD. Enhancing the milk production and immunity in Holstein Friesian crossbred cow by supplementing novel nano zinc oxide / D. Rajendran [et al.] //Research Journal of Biotechnology.-2013.-Vol. 8, Issue 5. - P. 11-17.

11. M. Fondevila, Potential Use of Silver Nanoparticles as an Additive in Animal Feeding: Silver Nanoparticles, InTech, Mountain View, CA, USA, 2010.

12. RajendranD. Enhancing the milk production and immunity in Holstein Fresian crossbred cow by supplementing novel nano zinc oxide / D. Rajendran, G. Kumar, S. Ramakrishnan, K.S. Thomas // Research Journal Biotechnology. - 2013. - Vol. 8, no. 5. - pp. 11-17.

13. Таирова A.P. Состояние минерального обмена в организме коров на фоне применения хитозана / А.Р. Таирова // Материалы шестой международной конференции «Новые достижения в исследовании хитина и хитозана». -Москва: ВНИРО, 2001. - С. 230.