CC BY
25
ОБЩАЯ БИОЛОГИЯ
УДК 616:636.2-664
К. Г. Валеулов, В. Я. Пономарев, Г. О. Ежкова, Э. Ш. Юнусов, А. М. Ежкова, В. О. Ежков
ВЛИЯНИЕ НАНОСТРУКТУРНОГО ЦЕОЛИТА НА ПРОДУКТИВНОСТЬ БЫКОВ
И САНИТАРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ ГОВЯДИНЫ
Ключевые слова: быки, наноструктурный цеолит, убойный выход, качество мяса.
Изучено влияние наноструктурного цеолита на количественные и качественные показатели продуктивности молодняка крупного рогатого скота. Установлено, что использование наноструктурной добавки в кормлении быков способствовало повышению их живой массы, улучшению категории и классности животных, увеличению выхода мясного сырья и не оказало отрицательного влияния на санитарные качества говядины. Введение наноструктурного цеолита в рацион быков улучшило технологические показатели мяса, в говядине повысилось содержание белка и миоглобина.
Key words: bulls, nanostructured zeolite, carcass yield, meat quality.
The influence of nanostructured zeolite on quantitative and qualitative indicators of productivity of young cattle. The use of nanostructured additives in feeding of bulls have increased their live weight, improve category and class of animals, increase output of raw meat and has not had a negative impact on the sanitary quality of meat. The introduction of a nanostructured zeolite in the diet of bulls improved technological parameters of meat: beef increased protein content and myoglobin.
Введение
Животноводство является одной из основных отраслей агропромышленного комплекса. Его развитие во многом определяет уровень потребления населением продовольствия, качество продуктов питания, состояние внутреннего рынка, что обеспечивает в итоге продовольственную безопасность страны [1].
На современном этапе основной задачей животноводства остается повышение
продуктивности сельскохозяйственных животных и улучшение качества продукции животноводства. Одним из способов повышения рентабельности производства является применение кормовых добавок, которые позволяют получить дополнительный прирост живой массы, снизить падеж животных, не используя при этом дорогостоящие и трудоемкие технологические решения [2].
Природные минералы, содержащие богатый состав микро- и макроэлементов, являются уникальными экологически безопасными кормовыми добавками. В организме животных они способствуют улучшению процессов пищеварения и усвоения питательных веществ, что обеспечивает повышение резистентности и продуктивности животных [3, 4].
Использование агроминералов в качестве кормовой добавки позволяет увеличить среднесуточные приросты живой массы животных, снизить затраты протеина, повысить сохранность поголовья. Кормовые добавки, изготовленные из природных минералов, позитивно влияют на процессы пищеварения в организме животных, способствуют выведению солей тяжелых металлов, радионуклидов и других контаминантов [5].
Нанотехнологии дали новый толчок в развитии фармацевтической отрасли с возможностью изготовления кормовых добавок, лекарственных средств и препаратов, содержащих в своем составе высоко активные наноразмерные частицы. Новыми и перспективными препаратами в этом плане являются наноструктурированные агроминералы, в частности цеолиты, изготовленные из нерудного сырья месторождений Республики Татарстан. Модификация агроминералов позволяет получить наночастицы, которые обладают высокой биологической активностью в организме, обеспечивают доступность и усвояемость макро- и микроэлементов и восполняют минеральное питание животных. Использование
наноструктурированных агроминералов в кормлении животных увеличивает усвояемость кормов, оказывает положительное влияние на их физиологическое состояние и продуктивность [6-9].
В области применения наноструктурных природных агроминералов сельскохозяйственным животным и птицам данные литературы сводятся, в основном, к исследованиям повышения продуктивности животных и изучению сорбционных свойств наноструктурных минералов. Вопросы биологической безопасности применения наноструктурных минералов и влияние их на качество продукции животноводства являются малоизученными.
В связи с чем, целью исследований стало изучение влияния наноструктурной добавки, полученной на основе цеолита, на качественные показатели мяса откормочных быков.
Материалы и методы исследования
Кормовую добавку наноструктурный цеолит изготавливали на основе природного цеолита Татарско-Шатрашанского месторождения
Республики Татарстан.
Химический состав цеолитов этого месторождения представлен, в %: SiO2 - 59,2; TiO2 - 0,25; Al2O3 - 6,2; Fe2O3 - 2,4; CaO - 15,4; MgO -1,9 ; Na2O - 0,2; K2O - 1,1; P2O5 - 0,1; п.п.п. (Н2О+СО2) - 13,25. Минеральный состав, в %: кальцит - 18,0-23,0; опалкристаболит - 23,0-28,0; клиноптилолит - 17,0-23,0; монтмориллонит - 23,027,0; кварц - 1,0-12,0.
Изготавливали наноструктурный цеолит и изучали строение его и структуру цеолита в научно-исследовательском инновационно-прикладном центре «Наноматериалы и нанотехнологии» ФГБОУ ВО «КНИТУ». Водно-цеолитную суспензию подвергали ультразвуковому воздействию при частоте 18,5 кГц (±10%), удельной мощности - 80 Вт/л, амплитуде колебаний ультразвукового волновода 5 мкм. Длительность воздействия - 30 минут. Для исследования структуры цеолита и наноструктурного цеолита использовали сканирующий зондовый микроскоп MultiMode V в режиме метода прерывисто-контактной атомно-силовой микроскопии (АСМ).
Опыт по изучению влияния наноструктурного цеолита на организм быков проводили в «Агрофирме «АЮ» Арского района Республики Татарстан. В работе использовали быков в возрасте 15-18 месяцев из технологической группы откорма. Были сформированы две группы по пять животных в каждой. Быки I группы были контрольными и содержались на основном рационе хозяйства (ОР). Быки II опытной группы дополнительно к ОР получали кормовую добавку наноструктурного цеолита в дозе 1,0% к сухому веществу рациона. Добавку вводили ежедневно в течение 90 суток. Научно-производственный опыт проводили с использованием методик для исследования животных (Методика ВИЖ, 1997). При проведении научно-производственного опыта
руководствовались Международными
рекомендациями по проведению медико-биологических исследований с использованием животных.
Состояние быков перед убоем и послеубойный ветеринарно-санитарный осмотр туш проводили по «Правилам ветеринарного осмотра убойных животных и ветеринарно-санитарной экспертизы мяса и мясных продуктов» и ГОСТ Р 54315-2011.
Значение концентрации водородных ионов (рН) мясного экстракта определяли по ГОСТ Р 51478-99 (ИСО 2917-74). Качественные и технологические показатели мяса определяли согласно рекомендациям методик [10].
Цифровые показатели, полученные при выполнении работы, анализировали по стандартным программам вариационной статистики согласно пакету программ Microsoft Office Excel-2007.
Результаты исследований и обсуждение
При разработке наноструктурной минеральной кормовой добавки на основе цеолита были изучены строение агроминерала в фазе макро- и нанодисперсий. При исследовании структуры цеолита установлено, что он состоит из частиц двух размеров: субмикронные с размером 0,3-1,5 мкм и наночастицы 20,0-55,0 нм. Наблюдали отдельные крупные агрегаты с размерами в несколько микрон. Частицы цеолита были сгруппированы, имели форму глыбок, средний размер частиц составил 1180,0 нм.
При исследовании структуры наноструктурного цеолита установлено, что он представлен частицами полигональной формы с размерами от 20,0-160,0 нм, средний размер - 80,0 нм. Отмечали единичные конгломераты размером до 350,0 нм. Расположение частиц носило хаотичный характер.
Изменение структуры цеолита при ультразвуковом воздействии позволило
предположить изменение его характерных свойств.
В связи с чем, были изучены влияние наноструктурного цеолита на показатели продуктивности быков и качество мяса.
Введение наноструктурного цеолита в состав рациона быков обусловило увеличение живой массы опытных животных на 6,5% (Р<0,05), в сравнении с контрольными аналогами (табл. 1).
Таблица 1 - Живая масса быков, кг
Возраст, мес. Группы животных (n=5)
I контрольная II опытная
15 мес. 340,0±12,1 340,4±8,4
16 мес. 365,2±9,6 372,4±10,3
17 мес. 386,2±11,8 404,2±15,8
18 мес. 409,3±9,3 435,8±12,3*
Абсолютный прирост, кг 69,3±8,4 95,4±6,1
Относительный прирост, % 100,0 106,5
Перед убоем было оценено состояние быков и проведен комплекс мероприятий послеубойной ветеринарно-санитарной экспертизы. Согласно ГОСТу Р 54315-2011 быки контрольной группы по упитанности соответствовали нижним пределам категории «Отличная», по развитости мышечной массы классу «Г», по жировым отложениям -подклассу 1. Быки характеризовались слегка округлой формой туловища с развитой мускулатурой, тазобедренная часть имела развитие ниже среднего, были заметны впадины у основания хвоста, седалищные бугры и маклоки умеренно выступали, поясница и спина были умеренно развиты, просматривались остистые отростки позвонков и ребер; лопатка и грудь имели развитие ниже среднего, передние и задние конечности были умеренно расставлены, при осмотре сзади быки выглядели умеренно округлыми, при осмотре спереди грудь и плечи были умеренной ширины, четко обозначены. Подкожные жировые отложения
у быков были слабо развиты, слегка прощупывались у основания хвоста и на седалищных буграх.
Опытные быки, получавшие в рационе наноструктурный цеолит, соответствовали показателям верхних пределов категории «Отличная», по развитости мышечной массы классу «Б», по жировым отложениям - подклассу 1. Быки имели округлые формы туловища, хорошо развитую мускулатуру, тазобедренная часть была широкая и ровная, округлая; седалищные бугры и маклокии слегка выступали, поясница и спина были средней ширины и толщины, остистые отростки позвонков слегка выступали; холка достаточно толстая, умеренной ширины, грудные позвонки и ребра слегка обозначены, задние и передние конечности умеренно расставлены, не сближены, плечи умеренно широкие, кости слегка просматривались. Подкожные жировые отложения были слабо развиты, слегка прощупывались у основания хвоста и на седалищных буграх.
По совокупности показателей быки опытной группы имели лучшие параметры, в сравнении с контрольными аналогами.
При проведении послеубойных исследований в тушах и внутренних органах контрольных и опытных быков видимых патологических изменений не установлено, отмечено хорошее обескровливание. Проведены исследования массы туш и убойного выхода (табл. 2).
Таблица 2 - Показатели мясной продуктивности быков
Показатели Группы животных (п=5)
I контрольная II опытная
Живая масса, кг 409,3±9,3 435,8±12,3*
Вес туши, кг 210,4±8,2 228,4±9,2
% к контр. 100,0 108,6
Убойный выход, % 51,4 52,4
% к контр. 100,0 102,0
Установлено, что масса туш опытных быков была больше контрольных на 8,6%, при этом показатель убойного выхода повысился на 2,0%.
На поверхности туш после созревания образовалась сухая корочка подсыхания бледно-розового цвета. Установлено, что процессы созревания мяса опытных быков проходили нормально, величина рН не превышала 5,9. У контрольной группы рН составил 5,7-5,75. В пределах нормативных значений находились показатели содержания амино-аммиачного азота и летучих жирных кислот.
На рисунке 1 представлен нутриентный баланс мяса быков.
В мясе, полученном от быков опытной группы, было отмечено увеличение содержания белка и незначительное снижение количества жира.
Оценены спектральные характеристики мяса быков контрольных и опытных групп, в частности -содержание пигментов в мясе и проведена оценка цветности мяса по шкале Ловибонда. Результаты представлены на рисунке 2.
Рис. 1 - Нутриентный баланс мяса быков
Красный
2
2 Желтый
со
£ ш
Синий
1 1 1 +
+
1
0 1 2 3 4 5 6
Цветность, ед.
□ Опыт □ Контроль 1
Рис. 2 - Цветовая характеристика мяса быков
Анализируя представленные данные можно предположить, что использование наноструктурного цеолита в кормлении быков позволяет увеличить количество миоглобина в мясе, что способствует его более интенсивной красной окраске.
Снижение интенсивности желтого цветового канала в мясе быков, получавших в рационе наноструктурную кормовую добавку, вероятно, свидетельствует об изменении количества каротиноидов (содержание которых определяется в основном особенностями питания). Необходимо отметить также, что желтый цвет присущ только окисленному состоянию рибофлавина. В литературных данных имеется большое количество сообщений о высоких сорбционных свойствах агроминералов, особенно цеолитов и бентонитов, в отношении каратиноидов, и рекомендаций о введении в рацион животных дополнительного количества витамина [11]. Так же увеличение интенсивности желтой окраски может свидетельствовать о происходящих в мясе процессах фотоокисления.
Использование наноструктурного цеолита в кормлении быков привело к некоторому снижению содержания пигментов в мясе опытных быков по сравнению с контрольными аналогами. Вероятно, это связано с увеличением влагосвязывающих и влагоудерживающих свойств в говядине, что приводит к некоторому «разбавлению цвета», выражающемуся в снижении интенсивности окраски.
Заключение
Проведенные исследования позволяют сделать вывод о том, что использование наноструктурного цеолита в рационе откормочных быков способствует увеличению их живой массы, повышению категории упитанности животных и улучшению их классности. Введение наноструктурного цеолита в кормление быков обеспечивает увеличение массы туши, повышает выход мясного сырья, не оказывает отрицательного влияния на его санитарные качества и улучшает технологические показатели говядины.
Результаты позволяют положительно оценить перспективу применения наноструктурного цеолита в кормлении быков с целью повышения мясной продуктивности и улучшения качества мяса.
Авторы выражают признательность профессору, д.х.н. Е.С. Нефедьеву и доценту, к.х.н. И.Р. Низамееву за проведение аттестации цеолита и наноструктурного цеолита.
Литература
1. Сафиуллина Г.Я., Ежкова М.С., Ежкова Г.О., Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана, 222, 2, 198201 (2015).
2. Пономарев В.Я., Юнусов Э.Ш., Ежкова Г.О., Вестник Казанского технологического университета, 15, 23, 213-216, (2014);
3. Папуниди К.Х., Иванов А.В., Зухрабов М.Г., Ветеринарный врач, 1, 62-65 (2000).
4. Хайшибаева А.А., Слямова А.Е., Абдигалиева Т.Б., Сарсембаева Н.Б., Знание, 32, 3-5, 75-80 (2016).
5. Ежкова А.М., Яппаров А.Х., Яппаров И.А., Ежков В.О., Коррекция содержания солей тяжелых металлов бентонитами в системе «почва-растение-животное-животноводческая продукция» в регионах различной степени техногенной нагрузки Центр инновационных технологий, Казань, 2008. 340 с.
6. Королев Е.В., Кувшинова М.И., Строительные материалы, 9, 85-88 (2010).
7. Ежков В.О., Яппаров А.Х., Нефедьев Е.С., Ежкова А.М., Яппаров И.А., Герасимов А.П., Вестник Казанского технологического университета, 17, 11, 4144 (2014).
8. Тарасова Е.Ю., Коростелева В.П., Пономарев В.Я., Вестник Казанского технологического университета, 16, 20, 377-379 (2013).
9. Ezhkova A.M., Yapparov A.Kh., Ezhkov V.O., Bikkinina L.M.-Kh., Yapparov I.A., Gerasimov A.P. Doklady Biological Sciences, 467, 1, 65-67 (2016).
10. Антипова Л.В., Глотова И.А., Рогов И.А., Методы исследования мяса и мясных продуктов. Колос, Москва, 2001. 376 с.
11. Ежков В.О., Яппаров А.Х. В сб. Матер. Всеросс. науч.-произ. конф. по проблемам ветеринарии и животноводства. Центр информационных технологий КГАВМ, Казань, 2007. С. 80-82.
© К. Г. Валеулов - асс. каф. технология мясных и молочных продуктов КНИТУ, vcamelv@mail.ru; В. Я. Пономарев - канд. тех. наук, доцент той же кафедры, v.y.ponomarev@gmail.com; Г. О. Ежкова - д-р биол. наук, профессор, зав. каф. технология мясных и молочных продуктов КНИТУ, egkova@kstu.ru; Э. Ш. Юнусов - канд. биол. наук, доцент той же кафедры, ed.yunusov@gmail.com; А. М. Ежкова - д-р биол. наук, доцент, зав. отделом животноводства и ветеринарии, ФГБНУ «Татарский научно-исследовательский институт агрохимии и почвоведения», egkova-am@mail.ru; В. О. Ежков - д-р вет. наук, доцент, проф. каф. пищевой инженерии малых предприятий КНИТУ, egkov-vo@mail.ru.
© K. G.Valiulov - assistant of the Department Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, vcamelv@mail.ru; V. Y. Ponomarev - Candidate technical Sciences, associate Professor of Department of Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, v.y.ponomarev@gmail.com; G. O. Ezhkova -Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of chair of Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, egkova@kstu.ru; E. Sh. Yunusov - Candidate Biological Sciences, associate Professor of the Department of Technology of meat and dairy products of the Kazan national research technological University, ed.yunusov@gmail.com; A. M. Ezhkova - Doctor of Biological Sciences, associate Professor, Head of the Animal Production and Health Division of Tatar Research Institute for Soil Science and Agricultural Chemistry, egkova-am@mail.ru; V.O. Ezhkov - Doctor of Veterinary Sciences, Professor of the Department of Food Engineering of Small Enterprises of Kazan National Research University of Technology, egkov-vo@mail.ru.
