XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Введение. Для правильного и здорового роста каждому животному необходимо полноценное и сбалансированное питание. В рационе должны присутствовать как макронутриенты – белки, жиры, углеводы – вещества, непосредственно обеспечивающие организм энергией в виде калорий [1, с. 9], так и микронутриенты – витамины и минералы – элементы, обеспечивающие работу систем организма, но не дающие энергию [1, с. 69].

Минералы необходимы для построения костной и других тканей, они содержатся в жидкостях организма и обеспечивают протекание различных биохимических реакций и поддержание осмотического давления в клетках. Они играют важную роль в поддержании кислотно-щелочного баланса, электрического потенциала мембраны клетки, передачи нервных импульсов и часто являются компонентами гормонов и ферментов.

Дефицит минералов в питании приводит к нарушениям обмена веществ, и, как следствие, заболеваниям [2]. В конечном итоге животное не достигает желаемой продуктивности, что неминуемо приводит к экономическим убыткам.

Для компенсации дефицита минералов корм обогащается недостающими элементами в виде неорганических добавок – подкормок. Но неорганические источники микроэлементов имеют некоторые недостатки, основным из которых является трудная усвояемость.

По этой причине прибегают к повышению доз добавок для достижения оптимального уровня ассимиляции и избегания недостатка минералов. Но такой подход не только способен вызвать токсикоз у животных и проблемы с водно-солевым балансом, но и в долгосрочной перспективе оказывает негативное влияние на окружающую среду из-за получения продуктов жизнедеятельности с повышенным содержанием солей, приводящих к засоленности почв.

Сейчас ведутся активные разработки минеральных добавок в такой форме, которая будет намного эффективнее усваиваться организмом животного. В связи с этим использование добавок в хелатной форме вызывает особенный интерес.

Цель исследования. На основании данных литературных источников дать понятие хелатов и рассмотреть насколько эффективно применение хелатных соединений цинка в рационах некоторых сельскохозяйственных животных и птицы.

Результаты исследований. Хелаты – металлоорганические комплексы, образующие структуру, напоминающую по форме «клешни», предотвращающие взаимодействие хелатов с другими соединениями. Важнейшей частью хелатов является ион металла, располагающийся в центре соединения, а хелатант, окружающий его, выполняет защитные функции. Такое строение молекулы хелата обеспечивает прохождение ее через мембрану клетки, как органическое соединение, в отличие от неорганической соли [3, с. 6].

В организме животного хелатные структуры представлены, ДНК, РНК, витамином B₁₂, гемоглобином и другими органическими соединениями.

Хелаты синтезируются путем реакции минеральной соли, например, с соединением аминокислот и мелких пептидов, приготовленных под воздействием ферментов в лабораторных условиях.

Роль хелатов заключается в увеличении биологической доступности минералов и улучшении процесса обмена веществ. В таком виде они усваиваются организмом животных лучше, чем неорганические формы минералов [4]. А это значит, что органические микроэлементы в кормах для животных можно использовать в меньшей концентрации.

На данный момент крупными производителями хелатных соединений в Российской Федерации являются ЗАО Петрохим [5] и Агрофармика [6].

Преимущества добавок в хелатной форме мы хотели бы разобрать на примере цинка - металла, дефицит которого встречается наиболее часто в рационах животных. Цинк жизненно необходим организму животного, он задействован в многочисленных биохимических реакциях, участвует в синтезе инсулина, тестостерона и других гормонов, выступает ферментом в обмене веществ, осуществляет детоксикационную функцию, препятствует развитию воспалений и вирусных инфекций [1, с. 93].

Потребность в цинке у сельскохозяйственных животных на килограмм сухого корма следующая: для крупного рогатого скота - 30-50 мг/кг, для овец – 4-5 мг/кг, для свиней - 50 мг/кг и для птицы - 20-50 мг/кг [1, с. 93].

При недостатке цинка в рационе нарушается общее развитие организма, наблюдается утолщение костей и укорачивание конечностей, у телят и поросят развивается паракератоз, деградирует репродуктивная система, также снижается транспортировка витамина А в клетки и ткани [7].

Самыми очевидными признаками недостатка цинка в организме являются повышенное слюноотделение и отсутствие аппетита.

Источником цинка в питании чаще всего выступает его неорганическое соединение – оксид цинка (ZnO) – белый кристаллический порошок. Также используется сульфат цинка (ZnSO₄). Усвояемость цинка в среднем составляет 20-40%. Из-за малой биодоступности данных соединений необходимо их большее содержание в кормах, и, соответственно большие затраты.

С целью изучить усвояемость и биологическую эффективность разных уровней цинка (20, 40 и 60 мг/кг корма) в форме сульфата, цинк-метионина и карбоната, был проведен опыт с 240 петушками-бройлерами.

Биологическую усвояемость цинка определяли на основе следующих критериев: живая масса, затрата кормов на единицу прироста, содержание цинка в организме, печени и костной ткани.

На основании полученных результатов сделаны следующие выводы: повышенный уровень цинка (20, 40, и 60 мг/кг корма) в форме сульфата, карбоната и цинк-метионина не изменяет живую массу цыплят и затраты кормов на единицу прироста. По результатам содержания цинка в организме петушков-бройлеров был сделан вывод, что цинк-метионин способствовал лучшему усваиванию цинка в среднем на 6%. [8]

Для проверки влияния источника микроэлементов на его концентрацию в кости в 2010 г. был проведен показательный опыт на цыплятах-бройлерах в сотрудничестве с Университетом прикладных наук города Оснабрюк (Германия). Для исследования 300 цыплят-бройлеров кросса Cobb 500 распределили в три группы и выращивали до 40-дневного возраста. Базовый рацион кормления был для всех одинаковым. Птица опытных групп дополнительно к нему получала микроэлементы из сульфатов или глицинных хелатов. При убое для определения концентрации микроэлементов извлекалась большеберцовая кость.

В опытных группах содержание микроэлементов в большеберцовой кости была более высокая, чем в контрольной группе. Кроме того, использование глицинных хелатов вместо сульфатов повышало концентрацию микроэлементов в кости примерно на 10%.[9].

Аналогичное испытание с 72-мя однодневными цыплятами-бройлерами кросса Cobb 500 проведенное в 2017 г. в сотрудничестве с Университетом Берлина позволило сделать вывод, что в опытной группе наблюдалась лучшая конверсия кормов – 1,25, в то время как в контрольной – 1,39 [9].

Для изучения влияния хелатных форм цинка и железа на продуктивность поросят - отъемышей при замещении ими неорганических подкормок в рационе был проведен опыт на 160 поросятах, поделенными на 2 группы по 80 голов в каждой.

Контрольной группе скармливался стандартный корм для поросят - отъемышей, принятый в хозяйстве, а опытной группе задавался тот же корм, но с замещением в нем неорганических соединений цинка и железа на хелатные формы в тех же дозировках. Для исследования изменения количества микроэлементов в организме животных были взяты пробы крови у 20 голов (по 10 из каждой группы) в первый, двадцатый и пятидесятый день опыта.

Началом опыта был день перевода поросят из маточника в секцию доращивания, средняя живая масса подопытных поросят составляла около 7 кг, а закончился опыт по достижению поросятами 50-ти дневного возраста с массой около 27 кг.

Продуктивность в обеих группах мало чем отличалась между собой. Так, средний прирост в контрольной и опытной группах составил 19,78 кг и 19,81 кг соответственно.

По уровню микроэлементов в крови опытная и контрольная группы находились в одинаковом положении. С начала проведения испытания уровень железа увеличивался до 20-го дня в обеих группах. Величина колебалась от около 160 мг/дл в контрольной группе до 190 мг/дл и выше - в опытной. Позже показатели содержания железа упали в обеих группах на довольно низкий уровень. Однако опытная группа показала снижение показателя железа в крови на 18 % меньше, чем контрольная.

По уровню цинка в крови в начале испытаний все животные имели достаточно высокие показатели. Повторный забор анализов показал, что содержание цинка в крови животных обеих групп снизился. В крови животных контрольной группы уровень цинка падал быстрее, чем в опытной. Существенная разница между группами была отчетливо видна на пятидесятый день жизни поросят. При проведении третьего анализа, было установлено, что содержание цинка в крови животных опытной группы на 27 % больше, чем контрольной. Таким образом, скармливание поросятам в период отъема кормов с органически связанными микроэлементами приводит к повышению их содержания в крови животных и, соответственно, улучшению продуктивности и состояния их здоровья [10,11].

Авторами С. Фулетовым, В. Кургузкиным и А. Фроловым (2019) для изучения влияния цинка в различных видах было проведено исследование на трех группах телят (контрольная группа и две опытные) в возрасте от рождения до 5 месяцев. При формировании групп живая масса подопытных телят была практически одинаковой. В течение всего опыта телята потребляли равное количество энергии, переваримого протеина, жира.

В рационе контрольной группы цинковые добавки отсутствовали. Телятам первой опытной группы дополнительно к кормам был включен сульфат цинка в количестве 60 г, или 13,5 г цинка в пересчете на чистый элемент, второй опытной группы - был введен хелатный комплекс цинка в количестве 90 г, или 13,5 г цинка в пересчете на чистый элемент.

Молодняк I и II групп получал в рационе на 57—58% цинка больше по сравнению с контролем, причем животные II группы потребляли цинк только органического происхождения.

Начиная с 3 месяца выращивания, уже наблюдалась разница в приростах в пользу опытных групп. В 4 месячном возрасте среднесуточный прирост телят I и II групп достоверно превысил контроль на 3,15 и 6,13% соответственно. В целом за период опыта разница в валовом приросте составила 3,16 и 6,14%.

Результаты физиологического опыта показали, что добавление соли цинка и хелатных соединений способствовало лучшему использованию питательных веществ кормов в организме, и что лучше цинк усваивается телятами в составе хелатов.

Баланс цинка в организме всего опытного молодняка был положительным, однако в степени его усвоения имелись различия в зависимости от уровня и вида цинка в рационе. Так, выделение цинка с калом у телят в I группе по отношению к контрольной было на 16% больше, во II — на 25% меньше, а с мочой — соответственно на 12 и 69% меньше. При сопоставлении данных по усвоению цинка, а также отложению его в теле и содержанию в рационе выяснили, что с повышением уровня цинка в рационе животных за счет ZnSO₄ и органического цинка отложение его увеличилось в 3,7 раза в I и в 5,1 раз во II группах по отношению к контролю.

При этом общее выделение цинка с калом и мочой в контрольной, I и во II группах по отношению к принятому составило 75,9; 48,4 и 28,9%, что свидетельствует о более интенсивном использовании элемента, нормализации обменных процессов и подтверждено более высокими среднесуточными приростами телят опытных групп. Лучший эффект был получен при использовании в рационах телят хелатной формы цинка в дозе 360 мг в среднем на 1 животное в течение всего периода выращивания [12].

Выводы. Исходя из изложенного выше материала, можно сделать следующие выводы:

1.Строение хелатных комплексов, в том числе и цинка, отличается от минеральных солей. Будучи частью металлоорганического комплекса хелатное соединение проникает через мембрану клетки, как органическое соединение, а не как минеральное.

2.Применение хелатных комплексов цинка благоприятно сказывается на продуктивности телят, поросят и цыплят-бройлеров, повышает переваримость кормов и их конверсию.

3.Хелаты цинка усваиваются животными лучше, чем неорганические соли данного элемента. При их использовании увеличивается концентрация цинка в крови, костях, улучшается состояние здоровья.

На основании этого можно сделать вывод о перспективности производства хелатных добавок этим видам животных. Также актуальны дальнейшие исследования в данном направлении, так как масштабных исследований на многих продуктивных и непродуктивных животных проведено еще недостаточно.

Список литературы:

Минеральные элементы в кормах и методы их анализа: монография / В. М. Косолапов, В. А. Чуйков, Х. К. Худякова, В. Г. Косолапова.- Москва, 2019.- С.272.- ISBN 978-5-91850-037-8.- Текст: непосредственный.

Кузнецов, С. Микроэлементы в кормлении животных / С. Кузнецов,А. Кузнецов. - Текст: электронный - URL: https://fermer.ru/sovet/zhivotnovodstvo/80766 (дата обращения 18.11.2021).- Режим доступа: электронно-библиотечная система РГБ.

Охрименко И. С. Металл-хелатная аффинная хроматография: учебно-методич. пособие / И. С. Охрименко, В. В. Чупин. M. – Москва: МФТИ, 2014.- 24 с.- УДК 542.06.- Текст: непосредственный.

Логинов, Г.П. Влияние хелатов металлов с аминокислотами и гидролизатами белков на продуктивные функции и обменные процессы организма животных: специальность 03.00.13 «Физиология» :автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук / Логинов Георгий Павлович; Казанская государственная академия ветеринарной медицины им. Баума. – Казань, 2005.- 44 с. – Библиогр.: с. 3-5. - Текст: непосредственный.

ЗАО ПХИ: официальный сайт.- URL: http://petrochim.ru/show/16479.html(дата обращения: 20.11.2021).- Текст: электронный.

ООО НПК «Агрофармика»: официальный сайт.- URL:https://агрофармика.рф/about_us (дата обращения 20.11.2021).- Текст: электронный.

Олль Ю. К. Минеральное питание животных в различных природно-хозяйственных условиях / Ю. К. Олль  - Ленинград Л.: Колос, 1967. - 207 с.- Текст: непосредственный.

Ухтверов М. Поступление микроэлементов в организм цыплят-бройлеров/ М. Ухтверов, А. Кузнецова, Ю. Ульянова.- Текст: электронный // Птицеводство -2000. -№2. -С. 24-25. https://www.academia.edu/33809416(дата обращения: 10.11.2021).

Мельмейер А. Глицинные хелаты - надежный источник микроэлементов для птицы / А. Мельмейер, Д. Линдел, компании BiochemZusatzstoffeGmbH, Германия.- Текст: электронный // Комбикорма.- 2019 - № 5. - С. 53-56. – URL: https://kombi-korma.ru/arkhiv/no-05-19 (дата обращения: 21.11.21).

Шостак В. А. Цинк в кормлении свиней / В. А. Шостак.- Текст: электронный // Комбикорма.- 2015.- № 10.- С. 63-64.- URL: https://kombi-korma.ru/2/1015.htm (дата обращения: 21.11.21).

Шакин А. А. Применение органических микроэлементов в свиноводстве / А.А. Шакин.- Текст: электронный // Перспективы свиноводства.- 2012. - № 4. – С. 9.- URL: https://readera.org/piginfo/2012-4 (дата обращения: 21.11.21).

ФроловА.И. Эффективность применения протеината цинка в рационах телят/ А.И. Фролов, О.Б. Филиппова.- Текст – электронный //cyberleninka.ru: научная электронная библиотека: сайт. - Москва, 2012. - URL: https://cyberleninka.ru/ (дата обращения: 22.11.21).

Код для цитирования: Скопировать