CC BY
0
DOI: 10.48612/sbornik-2024-1-94 УДК 543.068.8:636.084
РАЗРАБОТКА УНИВЕРСАЛЬНОЙ МЕТОДИКИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОРБЦИОННОЙ ЕМКОСТИ КОРМОВЫХ ДОБАВОК К МИКОТОКСИНАМ
Прийма Анастасия Дмитриевна Сафронова Валентина Андреевна, канд. хим. наук Бакай Кристина Александровна Нестеренко Ирина Сергеевна, канд. хим. наук
Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение «Всероссийский Государственный Центр Качества и Стандартизации Лекарственных Средств для Животных и Кормов», г. Москва, Российская Федерация
Разработана методика определения сорбционной емкости кормовых добавок к следующим микотоксинам: афлатоксин В1, охратоксин А, фумонизин В1, дезоксиниваленол, зеарале-нон и Т-2 токсин. Подобраны условия сорбции и десорбции: рН раствора, время инкубации, тип растворителя. Показано значительное влияние этапа десорбции на величину сорбционной емкости. Проведена оценка сорбционной емкости зарегистрированных кормовых добавок с разным составом по разработанной методике и показано, что полученные значения согласуются с заявленными показателями.
Ключевые слова: сорбционная емкость; иммуноферментный анализ; микотоксины; кормовая добавка
DEVELOPMENT OF UNIVERSAL METHOD FOR DETERMINATION SORPTION CAPACITY
OF FEED ADDITIVES TO MYCOTOXINS
Priima Anastasiia Dmitrievna Safronova Valentina Andreevna, PhD Chem. Sci. Bakai Kristina Aleksandrovna Nesterenko Irina Sergeevna, PhD Chem. Sci.
Federal State Budgetary Institution «The Russian State Center for Animal Feed and Drug Standardization and Quality», Moscow, Russian Federation
The method for determination sorption capacity of feed additives to mycotoxins such as aflatox-in B1, ochratoxin A, fumonisin B1, deoxynivalenol, zearalenone and T-2 toxin was developed. The conditions for sorption and desorption were selected: the pH of the solution, incubation time, type of solvent. The significant influence of the desorption stage on the sorption capacity has been shown. The sorption capacity of registered feed additives with different compositions was assessed using the developed methodology and it was shown that the obtained values correlate with the declared values. Key words: sorption capacity; enzyme immunoassay; mycotoxins; feed additive
Наиболее важной проблемой в животноводстве является загрязнение кормов для животных микотоксинами - продуктами метаболизма некоторых видов плесневых грибов. Размножение плесневых грибов в кормовом сырье приводит к снижению питательности, так как поражающие кормовое сырье грибы используют питательные вещества для своего собственного роста, ухудшению вкусовых качеств, так как заражение зерна может приводить к возникновению характерного
запаха плесени и неприятного вкуса. Таким образом, наличие микотоксинов наносит ущерб здоровью, вызывая задержку роста животных и снижение их продуктивности [2, 5]. В настоящий момент самым эффективным способом борьбы с микотоксикозами является адсорбция микотоксинов в желудочно-кишечном тракте животных кормовыми добавками - адсорбентами микотоксинов [6].
Известно более 300 микотоксинов, которые представляют угрозу здоровью и жиз-
ни как для животных, так и для человека. Основными нормируемыми в РФ микотоксина-ми являются: афлатоксин В1, охратоксин А, фумонизин В1, дезоксиниваленол, Т-2 токсин, зеараленон, структуры которых представлены на рисунке 1. Принятые максимально допустимые уровни содержания микотоксинов
в зерне, поставляемом на кормовые цели составляют: для афлатоксина В1 - 0,02 мг/кг; для Т-2 токсина - 0,1 мг/кг; для дезоксинива-ленола - 1,0 мг/кг; для зеараленона - 1,0 мг/кг; для охратоксина А - 0,05 мг/кг; для фумонизина В1 - 5,0 мг/кг [7].
Афлатоксин В1
Фумонизин В1
Т-2 токсин
Охратоксин А Зеараленон Дезоксиниваленол
Рисунок 1 - Структурные формулы микотоксинов
Методики, применяемые для оценки способности кормовой добавки к сорбции тех или иных микотоксинов, основаны на определении способности сорбента адсорбировать микотоксины в условиях желудочно-кишечного тракта (ЖКТ). В колбе моделируются условия желудка (кислая среда), где происходит адсорбция микотоксинов, и условия кишечника (щелочная среда). В условиях кишечника, в щелочной среде для некоторых сорбентов может наблюдаться частичная десорбция микотоксинов. Поэтому при расчете истинной сорбционной емкости вычисляют разницу между адсорбцией и десорбцией [3, 4]. Количественное определение концентраций микотоксинов можно осуществлять с помощью наборов для иммуноферментного анализа (ИФА) или метода жидкостной хроматографии в тандеме с масс-спектрометрией [1, 8]. На сегодняшний день существует большое разнообразие методик определения сорбционной емкости, но данные методики не унифицированы и отличаются такими параметрами как: время инкубации, состав исходного раствора, условия проведения сорб-
ции микотоксинов, концентрация добавляемого микотоксина. Отличия в методиках оценки сорбционной емкости могут приводить к различным результатам при исследовании одного и того же сорбента разными лабораториями.
Таким образом, существует необходимость в разработке единой методики, корректно оценивающей сорбционную способность сорбентов и кормовых добавок.
Методика исследований. Для разработки методики оценки сорбционной емкости сорбентов моделировали условия работы сорбента в желудочно-кишечном тракте. Анализ проводили следующим образом: в колбе готовили раствор с рН 3, содержащий известную концентрацию микотоксина, и проводили инкубацию при 37 °С 1 г сорбента, отбирали аликвоту раствора для последующего определения концентрации микотоксина, далее раствор подщелачивали до рН 8, инкубировали и также отбирали аликвоту для количественного анализа. Количественный анализ концентрации микотоксинов проводили методом твердофазного прямого конкурентного
иммуноанализа с помощью коммерческих наборов. Истинную сорбционную емкость кормовой добавки рассчитывали, как отношение разницы концентраций при адсорбции и десорбции к исходной концентрации мико-токсина на 1 г сорбента.
Результаты исследований и их обсуждение. При разработке универсальной методики определения сорбционной емкости кормовых добавок концентрации микотокси-нов для оценки сорбции выбирались с учетом
установленных в РФ допустимых норм. Для афлатоксина В1 и охратоксина А вводимая концентрация была увеличена в 2 раза в связи с низким значением МДУ, которое находится в начале диапазона определения применяемых методик. В случае фумонизина В1 вводимая концентрация была уменьшена в 4 раза в связи с довольно высоким значением МДУ для данного микотоксина. Выбранные значения вводимых концентраций представлены в таблице 1.
Таблица 1 - Вводимые концентрации микотоксинов
Микотоксин Вводимая концентрация, мг/кг
Афлатоксин В1 0,05
Охратоксин А 0,1
Т2-токсин 0,1
Зеараленон 1
Дезоксиниваленол 1
Фумонизин В1 1
В работе были рассмотрены следующие параметры процессов, которые могут оказывать влияние на результаты оценки сорбци-онной емкости: время инкубации и состав ис-
ходного раствора. Эксперименты проводили на сорбентах, качественно различающихся по составу, с известными значениями сорбцион-ной емкости (таблица 2).
Таблица 2 - Состав сорбентов, используемых в работе
Кормовая добавка Состав добавки
Сорбент 1 Бентонит (88 %) + диатомовая земля (10 %) + водоросли (2 %)
Сорбент 2 Бентонит (65 %) + диатомовая земля (15 %) + клеточные стенки дрожжей (14 %)
Сорбент 3 Бентонит (23 %) + инактивированные дрожжевые клетки (43 %) + сепиолит (23 %)
Сорбент 4 Алюмосиликат (95 %) + инактивированные дрожжевые клетки (5 %)
Сорбент 5 Трепел (50 %) + инактивированные дрожжевые клетки (20 %) + диоксид кремния (30%)
Сорбент 6 Шунгит (100 %)
Согласно данным из литературных источников, кислотность раствора, имитирующего среду желудка, может варьироваться от 1,2 до 3,5. Кислые условия можно создавать путем добавления соляной, уксусной или муравьиной кислоты. Щелочная среда для имитации условий кишечника создается путем добавления раствора щелочи в исходный подкисленный раствор или путем внесения буферного раствора с соответствующим рН с предварительным удалением подкисленного раствора, рН щелочной среды может варьироваться от 6 до 9 [1]. В качестве исходного рас-
твора для проведения стадии сорбции были рассмотрены раствор 70 % метанола и дистиллированная вода. Растворы подкисляли до рН 3 с помощью соляной или муравьиной кислоты. Было показано, что в водном растворе показатель сорбции кормовой добавки значительно выше и соответствует заявленным значениям производителя.
При анализе существующих методик, было выяснено, что для первой стадии (моделирование среды желудка) оптимальным является время инкубации 1 час. Вторую стадию (моделирование среды кишечника), согласно
многим методикам, проводят в течение 3 часов. В данной работе было показано, что продолжительность инкубации в щелочной среде не оказывает существенного влияния на процесс десорбции микотоксина. Существуют методики оценки сорбционной емкости, в которых эффективность сорбента определяют только по инкубации его в подкисленной среде, ссылаясь на то, что именно на первой стадии происходит максимальная адсорбция ми-котоксина сорбентом. Поэтому была доказана необходимость проведения инкубации в щелочной среде, имитирующей среду кишечника. Для некоторых сорбентов на второй стадии может наблюдаться процесс частичной
или полной десорбции микотоксина, а также дополнительная адсорбция. В результате, если не учитывать вторую стадию инкубации, можно получить недостоверные результаты по сорбционной емкости, в основном завышающие ее показатель (таблица 3).
Разработанная методика была применена для оценки сорбционной емкости различных по составу сорбентов в отношении к основным нормируемым микотоксинам. Было показано, что полученные значения хорошо коррелируют с величинами сорбционной емкости зарегистрированных кормовых добавок.
Таблица 3 - Сравнение концентраций микотоксина в растворе после сорбции и десорбции
Состав кормовой добавки Концентрация микотоксина в кислой среде, мкг/кг Концентрация микотоксина в щелочной среде, мкг/кг Название процесса
Бентонит (23 %) + инактивированные дрожжевые клетки (43 %) + сепиолит (23 %) 430,1 577,6 Частичная десорбция
Бентонит (65 %) + диатомит (15 %) + инактивированные дрожжевые клетки (14 %) 33,1 530,6 Полная десорбция
Алюмосиликат (95 %) + инактивированные дрожжевые клетки (5 %) 478,9 73,9 Дополнительная адсорбция
Трепел (50 %) + инактивированные дрожжевые клетки (20 %) + диоксид кремния (30 %) 641,6 681,1 -
Выводы. Таким образом, после рассмотрения всех параметров, была разработана методика определения сорбционной емкости к микотоксинам для кормовых добавок. Методика определения заключается в следующем: в коническую колбу вместимостью 250 см3 помещают 1 г сорбента, добавляют 100 см3 водного раствора, подкисленного муравьиной кислотой до рН 3, и содержащего известное количество микотоксина; далее раствор инкубируют в течение часа при 37 °С на термошейкере, отбирают аликвоту (~ 1,5 см3), и доводят рН раствора до 8; далее снова инкубируют 1 час 37 °С, после чего отбирают аликвоту раствора. Отобранные после первой и второй стадии инкубации аликвоты растворов количественно анализируют на содержание микотоксинов методом ИФА. На основании полученных концентраций рассчитывают сорбционную емкость кормовой добавки.
Список литературы
1. Гогина Н. Н. Методы оценки сорбционной емкости кормовых добавок in vitro (обзор) / Н. Н. Гогина // Птицеводство. - 2021. -№12. - С. 20-23.
2. Дорофеева С. Микотоксикозы / С. Дорофеева // Птицеводство. - 2003. - №6. - С. 2426.
3. Дубинич В. Н. Общая сорбционная емкость адсорбентов минерального и органического происхождения / В. Н. Дубинич // Сельскохозяйственный журнал. - 2016. - С. 517519.
4. Йылдырым Е. А. Изучение истинной сорбционной емкости сорбента микотоксинов / Е. А. Йылдырым, Л. А. Ильина // Вестник Бурятской государственной сельскохозяйственной академии им. В. Р. Филиппова. - 2018. - № 1 (50). - С. 122-126.
5. Кужаков В. Препарат для защиты зерна и кормов от плесени и микотоксинов / В. Кужаков, Т. Айдинян // Комбикорма. - 2000. - №6.
- С. 38-39.
6. Кузнецов А. Ф. Ветеринарная микология: учебное пособие / А. Ф. Кузнецов. - Санкт-Петербург: Лань, 2001. - 416 с.
7. Технический регламент Таможенного Союза ТР ТС 015/2011 «О безопасности зерна» [утвержден решением Комиссии Таможенного союза от 9 декабря 2011 года N 874]: (с из-
менениями на 15 сентября 2017 года). - Доступ из справочно-правовой системы Кон-сультантПлюс. - Текст: электронный.
8. Nesic Ks. Possibilities for the biological control of mycotoxins in food and feed / Ks. Nesic, Kr. Habschied, Kr. Mastanjevic // Toxins. - 2021. -V.13 - P. 2-15.
DOI: 10.48612/sbornik-2024-1-95 УДК 636.32/.38.033/.035
ОЦЕНКА ПЛЕМЕННОЙ ЦЕННОСТИ И ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ДИНАМИКА ХОЗЯЙСТВЕННО-ПОЛЕЗНЫХ ПРИЗНАКОВ ОВЕЦ ЮЖНОЙ МЯСНОЙ ПОРОДЫ
Решетникова Анастасия Александровна, аспирант
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение «Федеральный исследовательский центр животноводства - ВИЖ имени академика Л.К. Эрнста», г.о. Подольск, поселокДубровицы, Россия
Изучена оценка племенной ценности (EBV) и генетическая динамика хозяйственно-полезных признаков овец южной мясной породы с использованием метода наилучшего линейного несмещенного прогноза BLUP Animal Model. Прогноз племенной ценности по мясным и шерстным признакам был проведен на чистопородных овцах, родившихся с 2015 по 2022 годы. Данные были получены с бонитировок за 2022 и 2023 года.
Ключевые слова: оценка племенной ценности; EBV; BLUP Animal Model; южная мясная;
овцы
ASSESSMENT OF BREEDING VALUE AND GENETIC DYNAMICS OF ECONOMICALLY USEFUL TRAITS OF SHEEP OF THE SOUTHERN MEAT BREED
Reshetnikova Anastasia Alexandrovna, PhD student
Ernst Federal Science Center for Animal Husbandry, pos. Dubrovitsy, Podolsk District, Moscow Province, Russian Federation
The estimated breeding value (EBV) and the genetic dynamics of economically useful traits of sheep of the southern meat breed was studied using the method of the best linear unbiased forecast BLUP Animal Model. The forecast of breeding value based on meat and wool characteristics was carried out on purebred sheep born from 2015 to 2022. The data were obtained from evaluation for 2022 and 2023.
Key words: estimated breeding value; EBV; BLUP Animal Model; southern meat breed; sheep
В последнее время важной задачей в животноводстве стало изучение генетической динамики хозяйственно-полезных признаков для повышения уровня качества селекционной работы [5]. Для этого применяется оценка племенной ценности животных с использованием статистических линейных моделей. Наиболее информативным является метод
BLUP (Best Linear Unbiased Prediction -наилучший линейный несмещенный прогноз) [3]. В случае наличия у животных различной информации по родителям, максимально точным и эффективным будет использование модели BLUP Animal Model, что позволит увеличить точность прогноза оценки племенной ценности животных, в связи с чем увеличится
