CC BY
24
УДК 633.1:632.9
СВЧ - ОБРАБОТКА КАК СПОСОБ ДЕКОНТАМИНАЦИИ ЗЕРНА ОТ
МИКОТОКСИНОВ
Якупова Л.Ф. - к.б.н., доцент
ФГБОУ ВО «Казанская государственная академия ветеринарной медицины
имени Н.Э. Баумана»
Ключевые слова: микотоксины, корма, зерно, СВЧ-обработка, биотестирование Keywords: mycotoxins, feed, grain, microwave processing, biotesting
Обеспечение населения продуктами животноводства высокого качества является современной проблемой сельскохозяйственной науки и практики. Нередко в кормах и продуктах животноводства обнаруживаются
токсиканты как природного, так и техногенного происхождения, что способствует резкому снижению качества продуктов питания. Взаимосвязь «качественные корма - здоровые животные - здоровые люди для современной цивилизации совершенно очевидны [2].
Некачественные корма могут не только снизить продуктивность животных, но и привести к их гибели. Одним из важнейших показателей качества и безопасности кормов является содержание микотоксинов - вторичных метаболитов микромицетов [2, 3].
При попадании в организм, микотоксины вызывают глубокие изменения в тех или иных системах, в отдельных органах и тканях. Главным образом, микотоксины затрагивают печень, почки, желудочно-кишечный тракт, селезенку, головной мозг и нервную систему. В большинстве случаев целевой орган - печень, поскольку это центр детоксикации микотоксинов.
Микотоксины в организме животных и птицы поражают кроветворные и иммунокомпетентные органы, такие как селезенка, вилочковая железа, костный мозг, лимфоциты, макрофаги,
полинуклеарные клетки, подавляют гуморальный и клеточный иммунитет [9]. Негативное влияние микотоксинов возрастает в случае низкого уровня
протеинов и жиров в рационе, дефиците витаминов, экстремальных температурах, наличии инфекционных агентов [5]. Микромицеты могут поражать все виды кормов - грубые, сочные,
концентрированные [7]. Последние исследования указывают на высокий риск контаминации основных видов
комбикормового сырья [4].
В связи с чем, поиск способов обработки сырья растительного
происхождения для снижения в нем микотоксинов остается актуальной на сегодняшний день.
Для понижения содержания и полного избавления от микотоксинов используют различные методы и их сочетания: механические, биологические, физические и электрофизические, химические [6, 8, 11, 12,13].
Анализ научных публикаций по изучению физических методов снижения содержания микотоксинов в кормах показал, что они являются достаточно эффективными. Однако, для применения физических методов в комбикормовой промышленности необходимо определение рациональных параметров их выполнения, а также установление оптимальных комбинаций различных методов для конкретных микотоксинов [1].
Одним из методов разрушения токсинов в кормах является сверхвысокочастотная обработка (СВЧ). Это комбинированный метод, в котором сочетается воздействие двух полей — электромагнитного и теплового. Данный метод безопасен и технологичен. Явления, наблюдаемые при воздействии СВЧ-
энергии на живые ткани, имеют в основном тепловой характер. Электротермический метод СВЧ-воздействия обладает следующими преимуществами по сравнению с обычным температурным нагревом: тепловая безынерционность; высокий кпд преобразования
электрической энергии в тепловую (90 %); возможность избирательного,
равномерного, быстрого нагрева; экологическая чистота нагрева;
фунгицидное и бактерицидное действие [8, 10].
В связи с выше изложенным, перед нами была поставлена цель оценить эффективность СВЧ-обработки зерна как способа, понижающего загрязненность кормов микотоксинами.
Материал и методы исследований. Для проведения исследований по определению эффективности СВЧ-обработки как альтернативного способа, понижающего загрязненность кормов микотоксинами, были отобраны образцы корма, в которых определили содержание некоторых микотоксинов. Методом иммуноферментного определения
микотоксинов (ГОСТ 31653-2012) установили содержание Т-2 токсина и ократоксина А-0,1, соответственно. Данные концентрации находятся на границе уровня предельно-допустимых концентраций, но при совместном поступлении могут вызвать усиление токсического действия или «эффект синергизма».
Кроме того, пробы были происследованы на общую токсичность в соответствии с ГОСТ 31674-2012 на соответствие требованиям ГОСТ Р 539002010 по органолептическим и физико-химическим показателям.
Для определения общей токсичности исследуемого зерна использовали экспресс-методы определения общей токсичности биотестированием кормов на стилонихиях, на кроликах и мышах.
Экспресс-метод на стилонихиях основан на извлечении из исследуемых кормов различных фракций токсических веществ параллельно ацетоном и водой с последующим воздействием этих
экстрактов на простейших. При этом оценку результата биотеста дают по реакции гибели инфузорий.
Кожная проба на кроликах и острый опыт на мышах дает возможность учесть дермонекротическое действие токсинов и их воздействие на пищеварительную систему теплокровных животных. Результат определяют по совокупности реакций в обоих методах: корм нетоксичный (нетоксичен в обоих тестах), корм токсичный (токсичен хотя бы в одном тесте). Результаты определения общей токсичности оказались отрицательными и корма были признаны нетоксичными (контрольная проба).
Полученный образец корма испытывали на общую токсичность биотестированием на стилонихиях, кожной пробой на кроликах и тест-реакцией на белых мышах, результаты этих тестирований определил образец пробы как токсичный (Таблица 1).
После чего были отобраны две пробы, которые были подвергнуты СВЧ-обработке, одна из которой (первая) - в увлажненном состоянии (влажность не менее 30 %) двойной экспозицией в течение 120 секунд при частоте 915 ГГц и мощности 50 кВт. Вторая проба зерна (ячменя) подвергалась СВЧ - обработке при его влажности не более 14% при тех же режимах, но с экспозицией 90 секунд. Полученные образцы также были происследованы биотестированием на стилонихиях, кожной пробой на кроликах и тест-реакцией на белых мышах.
Результат исследований. При проведении биотестирования на Stylonychia туШш было установлено, что выживаемость простейших при
исследовании водного раствора ацетонового экстракта токсичного корма была ниже на 36 % по сравнению с контрольным образцом. Из таблицы видно, что СВЧ - обработка слаботоксичного зерна способствовала снижению токсичности корма.
СВЧ - обработка зерна снижала летальность Stylonychia туШш на 30 и 18 %
При исследовании проб токсичного
корма на кроликах была отмечена гиперемия и отечность, болезненность и шелушение кожи. Белые мыши, получавшие экстракт токсичного корма,
Кожная проба на кроликах и тест-реакция на белых мышах дали отрицательные результаты при
исследовании контрольного образца корма и образцов корма, подвергнутых СВЧ -обработке. Однократное пероральное введение белым мышам масляного раствора ацетонового экстракта контрольного и опытных образцов корма не вызвало каких-либо изменений в клиническом статусе подопытных животных, а при вскрытии трупов не были обнаружены патологические изменения во внутренних органах.
При определении уровня
микотоксинов методом
иммуноферментного анализа было установлено, что обработка проб СВЧ способствует снижению уровня микотоксинов. Так содержание Т-2 токсина и охратоксина А в первой пробе составило 0,036 и 0,04 мг/кг, а во второй - 0,03 и 0,03 мг/кг, соответственно.
Заключение. Результаты
проведенного биотестирования на простейших, на кроликах и белых мышах позволили сделать вывод о том, что СВЧ -обработка зерна (ячменя) понижает токсичность корма, причем наибольший эффект достигается при двойной обработке увлажненного зерна в течение 120 секунд. Также данный электрофизический способ способствует деконтаминации зерна и продуктов его переработки от микотоксинов и может быть использован
были угнетенные, а при вскрытии умерщвленных животных была
обнаружена гиперемия слизистых желудка и кишечника.
для повышения безопасности кормов растительного происхождения.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Брагинец, С. В. Физические методы снижения содержания микотоксинов в кормах и их применение в комбикормовой промышленности [Текст] / С. В. Брагинец, О. Н. Бахчевников // Аграрная наука Евро-Северо-Востока. -2021. - № 22(1). - С. 32-46. - Режим доступа: https://doi .org/10.30766/2072-9081.2021.22.1.32-46.
2. Драганов, И. Экология, безопасность кормов и кормовых добавок для животных / И. Драганов, В. Левахин. -Москва: Palmarium Academic Publishing, 2014. - 412 с.
3. Дробин, Ю. Итоги мониторинга контаминации фуражного зерна пшеницы, ячменя и кукурузы на юге России [Текст] / Ю. Д. Дробин, Н. А. Солдатенко, Е. А. Сухих, А. В. Коваленко // Российский журнал «Проблемы ветеринарной санитарии, гигиены и экологии». - 2015. -№ 4:27. - С. 30. - Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=25020727
4. Кононенко, Г. П. Микотоксикологический мониторинг. Сообщение 2. Зерно пшеницы, ячменя, овса, кукурузы / Г. П. Кононенко, А. А. Буркин, Е. В.Зотова // Ветеринария сегодня. - 2020. - № (2). - С. 139-145. -Режим доступа: https://doi.org/10.29326/2304-196X-2020-2-33-139-145.
Таблица 1 - Результаты определения токсичности зерна (ячменя), подвергнутого СВЧ-обработке._
Выживаемость Кожная проба на Тест-реакция на белых
Пробы корма Stylonychia mytilus, % кроликах мышах
Токсичный корм 56±1,14 положительная гиперемия слизистой желудка и кишечника
Контрольный образец 92±1,86 отрицательная отрицательная
Первая проба 86±1,55 отрицательная отрицательная
Вторая проба 72±2,16 отрицательная отрицательная
5. Кормовые отравления и токсикоинфекции животных: монография / К. Х. Папуниди, А. И. Никитин, Э. И. Семенов, В. И. Егоров, В. И. Степанов, Г. Ш. Закирова. - Казань: ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ», 2018. - 212 с.
6. Королев, А. А. Анализ применения микроволнового излучения в технологиях стерилизации растительного сырья / А. А. Королев, С. С.Тюрина, М. В. Тришканева // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия «Процессы и аппараты пищевых производств». - 2019. - № 3. - С. 81-91.
7. Матросова, Ю. В. Влияние сорбентов на мясную продуктивность бройлеров [Текст] / Ю. В. Матросова // Кормление сельскохозяйственных животных и кормопроизводство. - 2013. -№ 2. - С. 59-64.
8. Методические рекомендации по диагностике, профилактике и лечению микотоксикозов животных / Э. И. Семенов [и др.]. - Москва: ФГБНУ «Росинформагротех», 2017. - 68 с. - Текст: непосредственный.
9. Микотоксины (в пищевой цепи): монография / К. Х. Папуниди, М. Я. Тремасов, В. И. Фисинин, А. И. Никитин, Э. И. Семенов // 2-е изд., перераб. и доп. - Казань: ФГБНУ «ФЦТРБ-
ВНИВИ», 2017. - 188 с.
10. Юсупова, Г. Г. Электротермическое воздействие энергией СВЧ-поля - экологичное решение проблемы качества и безопасности зернового сырья [Текст] / Г. Г. Юсупова, Р. Х. Юсупов // Вестник Федерального государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина». -2012. - № 1(52). - С. 9-11.
11. A review of the mycotoxin adsorbing agents, with an emphasis on their multi-binding capacity, for animal feed decontamination / P. Vila-Donat, S. Marin, V. Sanchis, etc. // Food and chemical toxicology. - 2018. - Vol. 114. - P. 246-259.
12. Colovic, R., Decontamination of Mycotoxin-contaminated feedstuffs and compound feed / R. Colovic, N. Puvaca, F. Cheli, G. Avantaggiato [et al.] // Toxins. -
2019. - Vol. 11. P. 617.
13. Zeolite, hepatoprotector and probiotic for aflatoxicosis in pigs international / L. Matrosova, S. Tanaseva, E. Tarasova, N. Mishina [et al.] // International Journal of Mechanical and Production Engineering Research and Development (IJMPERD). -
2020. - Vol. 10. - P. 7053-7060.
СВЧ - ОБРАБОТКА КАК СПОСОБ ДЕКОНТАМИНАЦИИ ЗЕРНА ОТ МИКОТОКСИНОВ
Якупова Л.Ф.
Резюме
В исследуемых пробах кормов определяли общую токсичность согласно ГОСТ 316742012 на 3-х видах тест-объектов (стилонихии, кролики, белые мыши). Полученные результаты позволили сделать вывод о том, что СВЧ-обработка зерна (ячменя) понижает общую токсичность корма, что подтверждается повышением выживаемости Stylonychia mytilus, отсутствием дермонекротического действия токсинов и их воздействием на пищеварительную систему теплокровных животных. Кроме того, было установлено, что данный электрофизический метод способствует деконтаминации зерна и продуктов его переработки от микотоксинов и может быть использован для повышения безопасности кормов растительного происхождения.
MICROWAVE PROCESSING AS A METHOD FOR GRAIN DECONTAMINATION FROM
MYCOTOXINS
Yakupova L.F.
Summary
In the studied feed samples, the general toxicity was determined according to GOST 316742012 on 3 types of test objects (stylonychia, rabbits, white mice). The obtained results led to the conclusion that microwave treatment of grain (barley) reduces the overall toxicity of the feed, which is confirmed by an increase in the survival of Stylonychia mytilus, the absence of dermonecrotic action of toxins and their effect on the digestive system of warm-blooded animals. In addition, it was found that this electrophysical method contributes to the decontamination of grain and products of its processing from mycotoxins and can be used to improve the safety of plant feed.
