CC BY
16
УДК / UDC 636.22/.28:618.19 - 002
ВЛИЯНИЕ СРЕДСТВ НА ОСНОВЕ ПРОПОЛИСА НА МОЛОЧНУЮ ПРОДУКТИВНОСТЬ, КАЧЕСТВО МОЛОКА И СТРЕСС-ИНДУЦИРОВАННЫЕ НАРУШЕНИЯ АДАПТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ У КОРОВ ГОЛШТИНСКОЙ ПОРОДЫ
THE EFFECT OF PROPOLIS-BASED PRODUCTS ON MILK PRODUCTIVITY, MILK QUALITY AND STRESS-INDUCED DISORDERS OF ADAPTIVE PROCESSES IN HOLSTEIN COWS
Ярован Н.И., доктор биологических наук, профессор, заведующая кафедры Yarovan N.I., Doctor of Biological Sciences, Professor, Head of the Department
Ивлева H.A.*, аспирант Ivleva N.A.*, Postgraduate Student ФГБОУ ВО «Орловский государственный аграрный университет
имени Н.В. Парахина», Орел, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Orel State Agrarian University named after N.V. Parakhin", Orel, Russia Мацерушка A.P., доктор сельскохозяйственных наук, профессор
Macerushka A.R., Doctor of Agricultural Sciences, Professor ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный аграрный
университет», Пушкин, Россия Federal State Budgetary Educational Establishment of Higher Education "Saint Petersburg State Agrarian University", Pushkin, Russia *E-mail: [email protected]
Используя голштинских коров в Российской Федерации, удалось повысить молочную продуктивность и улучшить технологические качества молока. Однако при этом установлено наличие определенных проблем с состоянием здоровья животных, характеризующегося нарушением адаптационных процессов у коров голштинской породы (как наиболее стресс-чувствительных), снижением иммунитета, нарушением физиолого-биохимического гомеостаза. Целью работы являлась разработка способа повышения молочной продуктивности и улучшения качества молока путем нормализации адаптационных процессов при использовании в кормлении дополнительно к основному рациону препаратов на основе прополиса. В работе представлены результаты влияния болюса на основе прополиса на биохимические показатели, молочную продуктивность и качество молока голштинских коров, содержащихся в стрессогенных условиях. Показано влияние применения болюса на свободно-радикальное окисление, что проявилось в резком снижении малонового диальдегида (на 30%) в опытной группе коров по сравнению с контрольной, не получавшей болюсы. После применения болюсов на основе прополиса в кормлении голштинских коров в опытных группах к 40 дню произошел подъем уровня глюкозы в крови (увеличение в 4 раза), что позволило достичь оптимальных значений. Объективными показателями состояния организма коровы являются показатели молочной продуктивности и качества молока. Несомненна взаимосвязь химического состава молока с метаболическими процессами в организме коровы, которые в свою очередь определяются оптимизацией структуры и состава рационов коров. После применения болюса на основе прополиса в дополнение к основному рациону у голштинских коров наблюдали увеличение молочной продуктивности и улучшение качественных показателей молока. Так, среднесуточный удой вырос на 2,09% и составил 44,8 кг, белковомолочность - на 0,6% и жирномолочность - на 0,5%. Ключевые слова: стресс, адаптация, биохимический анализ крови, повышение молочной продуктивности, голштинские коровы, антиоксиданты, адаптивный болюс, прополис.
It became possible to increase milk productivity and improve the technological qualities of milk when using Holstein cows in the Russian Federation. However, at the same time, the presence of certain problems with the state of animal health was observed, characterized by a violation of adaptive processes in Holstein cows (as the most stress-sensitive), a decrease in immunity, and a violation of physiological and biochemical homeostasis. The aim of the work was to develop a method for increasing milk productivity and improving the quality of milk by normalizing adaptation processes when using propolis-based preparations in feeding in addition to the main diet. The paper presents the results of the effect of a propolis-based bolus on biochemical parameters, milk production and milk quality of Holstein cows kept under stressful conditions. The effect of bolus application on free-radical oxidation was shown, which manifested itself in a sharp decrease in malondialdehyde (by 30%) in the experimental group of cows compared to the control group that did not receive boluses. After the use of propolis-based boluses in the feeding of Holstein cows in the experimental groups, by the 40th day there was an increase in blood glucose levels (4 times increase), which made it possible to achieve optimal values. The objective indicators of the body state of a cow are indicators of milk productivity and milk quality. There is no doubt the relationship between the chemical composition of milk and the metabolic processes in the body of a cow, which in turn are determined by the optimization of the structure and composition of the diets of cows. After using a propolis-based bolus in addition to the basic diet, Holstein cows showed an increase in milk production and an improvement in milk quality. Thus, the average daily milk yield increased by 2.09% and amounted to 44.8 kg, milk protein - by 0.6% and fat milk - by 0.5%. Key words: stress, adaptation, biochemical blood analysis, increased milk productivity, Holstein cows, antioxidants, adaptive bolus, propolis.
Введение. Для решения продовольственной проблемы в России в настоящее время необходимым является изыскание способов повышения продуктивности сельскохозяйственных животных. Одним из путей повышения молочной продуктивности и улучшения качества молока является приобретение высокопродуктивных животных молочного направления, к которым можно отнести голштинский крупный рогатый скот, приобретаемый многими животноводческими комплексами для совершенствования дойного стада.
Используя голштинских коров в Российской Федерации, удалось повысить молочную продуктивность и улучшить технологические качества молока. Однако при этом установлено наличие определенных проблем с состоянием здоровья животных, характеризующегося нарушением адаптационных процессов у коров голштинской породы (как наиболее стресс-чувствительных), снижением иммунитета, нарушением физиолого-биохимического гомеостаза. Способность организма животного поддерживать постоянство внутренней среды, даже в случае больших отклонений внешних условий от нормы, называют гомеостазом. Однако, если неблагоприятное воздействие будет слишком интенсивным или слишком продолжительным, то произойдет нарушение физиологического равновесия важных внутренних функций организма. Такой процесс рассогласования называется стрессом [1-3].
У голштинских коров, являющихся генетически высокопродуктивными, при нарушении качества кормов, зоогигиенических условий и воздействии других стресс факторов возникает ряд заболеваний и патологических состояний, что приводит к снижению продуктивности и срока хозяйственного использования.
Длительный отрицательный энергетический баланс у высокопродуктивных коров, особенно в период лактации приводит к снижению воспроизводительных функций [4]. Поэтому необходим комплексный подход к проблеме адаптации. Перспективным направлением для коррекции адаптивных механизмов у живых организмов является поиск и получение средств адаптивного и антиоксидантного действия, полученных из природного сырья, в частности из продуктов пчеловодства. Натуральные антиоксиданты имеют ряд преимуществ перед синтетическими аналогами. Они нетоксичны, стереохимически аналогичны метаболитам животного организма и не вызывают привыкания, поэтому могут
применяться длительными курсами в лечебных и профилактических целях. Немаловажным параметром является более низкая себестоимость природных средств по сравнению с синтетическими препаратами [5].
Целью работы являлась разработка способа повышения молочной продуктивности и улучшения качества молока путем нормализации адаптационных процессов при использовании в кормлении дополнительно к основному рациону препаратов на основе прополиса.
Условия, материалы и методы. Работа проводилась на базе ОАО АПК «Юность» СП «Комплекс по производству молока Сабурово» Орловской области в период с 2020 по 2022 годы. Исследования выполнены в лабораторных условиях кафедры химии ФГБОУ ВО Орловский ГАУ.
Для эксперимента были отобраны 10 коров по принципу пар-аналогов из животных второй лактации месяц после отела: 1-я группа - контрольная (животные без применения средств адаптивного действия (n=5); 2 группа -коровы, содержащиеся в условиях промышленного комплекса, с включением в рацион болюса на основе прополиса (n=5).
Материалом для исследования служила кровь из яремной вены, забор которой проводили в утренние часы до кормления. Биохимические показатели голштинских коров исследовали до применения биологической добавки на основе прополиса к основному рациону, на 20-ый, 30-ый и 40-ой день опыта.
В качестве маркера оксидативного стресса брали показатель малонового диальдегида, определяющийся по реакции с тиобарбитуровой кислотой (ТБК). Измерение оптической плотности опытной пробы против контрольной (с дистиллированной водой) проводили на фотоэлектроколориметре при 540 нм в кюветах с толщиной слоя 1,0 см. Также в сыворотке крови изучали количественное содержание общего белка; активность ферментов, таких как лактатдегидрогеназа (ЛДГ), амилаза, аспартатаминотрансфераза (ACT), аланинаминотрансфераза (АЛТ), щелочная фосфатаза; уровень глюкозы; содержание общего билирубина и креатинина; эссенциальные минеральные элементы (железо, магний, кальций и фосфор). Контрольными являлись референтные значения. Перечисленные биохимические показатели в сыворотке крови определяли на анализаторе Abacus Junior 30.
Для оценки уровня молочной продуктивности голштинских коров применяли метод контрольных доек. Качественные показатели молока (массовую долю жира и массовую долю белка) определяли ультразвуковым анализатором «Лактан 1-4». Полученные данные в ходе эксперимента подвергали математической обработке с использованием критерия достоверности по Стьюденту в компьютерной программе MS Office Excel 2007.
Результаты и обсуждение. На первом этапе эксперимента изучали молочную продуктивность, качество молока и адаптивную способность, подтверждающуюся состоянием физиолого-биохимического статуса у коров голштинской породы, содержащихся в стрессогенных условиях при индустриальной технологии ведения животноводства, а также показатели стресс-индуцированных свободно-радикальных реакций, активности ряда ферментов, содержание эссенциальных минеральных элементов и других биохимических показателей.
Такие показатели, как среднесуточный удой и качественные характеристики молока, являются основными с технологической и экономической точек зрения для животноводческих хозяйств молочного направления. В настоящее время стоимость молока на 50% зависит от содержания в нем белка. Уровень содержания белка и уровень жира в молоке положительно коррелируют между собой и зависят от воздействия ряда факторов, среди которых большое значение имеет состояние систем организма животного, определяющиеся уровнем метаболических процессов. В связи с этим вышеперечисленные показатели используют для оценки кормления коров и состояния их организма.
У исследуемых голштинских коров до начала применения средства на основе прополиса среднесуточный удой составил 43,96 кг. Также были уставлены следующие качественные показатели молока: содержание жира составило 3,61%, а содержание белка - 3,32%.
Состояние процессов адаптации характеризуется в первую очередь уровнем свободно-радикального окисления, который определяется по количественному содержанию малонового диальдегида (МДА). Нами установлено, что у высокопродуктивных голштинских коров, содержащихся в стрессогенных условиях промышленного комплекса, содержание МДА в 2 раза превышает норму. Кроме того, в ходе исследования диагностировали низкий уровень содержания глюкозы в крови (ниже нижней границы 2,2 раза и верхней в 6 раз) у коров, содержащихся в стрессогенных условиях. Содержание сахара в крови отражает работу углеводного обмена в организме. Последнее время этот показатель рассматривается в качестве маркера стресс-реакции у животных. Также выявили, что активность ферментов ACT и АЛТ находилась в пределах нормы, в то время, как активность ферментов амилазы и лактатдегидрогеназы превышала физиологическую норму (амилаза была выше верхней границы нормы в 4,4 раза, а нижней в 10,6 раз; ЛДГ выше верхней границы в 2 раза, нижней границы в 5,7 раз).
Полученные нами данные о гомеостатических нарушениях, выявленных у голштинских коров при воздействии стресс-индуцированных негативных факторов, говорят о необходимости использования эффективных экологически чистых средств в качестве адаптогенов. С этой целью нами предложено применение для коров голштинской коровы болюсов на основе прополиса дополнительно к основному рациону.
Для определения антиоксидантного действия прополиса готовили модельную систему ПОЛ в липосомах следующим образом: 10%-ый раствор лецитина получали введением 0,5 г лецитина, растворяя в 5 мл 96%-го спирта при нагревании до 30-40°С, добиваясь однородного состояния интенсивным перемешиванием.
Взаимодействие ТБК с образованием окрашенных хромогенов оказывает влияние на конечный результат определения МДА, спонтанное (температурное) окисление липосом наиболее целесообразно.
Результаты исследования МДА в контрольной и опытной модельных системах показали, что добавление экстракта прополиса привело к снижению МДА на 30%, тогда как в контрольной системе значения МДА не снизились. Этот факт подтверждает наличие антисвободно-радикальных свойств у препаратов на основе прополиса, что позволяет рекомендовать их в качестве адаптивной добавки к основному рациону голштинских коров.
На втором этапе эксперимента для увеличения молочной продуктивности и повышения качества молока за счет коррекции нарушений оксидантно-антиоксидантной системы, углеводного обмена, активности ферментов и других гомеостатических показателей в рационе кормления были апробированы природные средства адаптивного действия на основе прополиса, используемого в виде болюса на основе водного экстракта прополиса (1:5). Прополис - это клейкое смолистое вещество, имеющее темно-зеленый или желтоватый цвет и горьковатый вкус с ароматом мёда и воска. Его вырабатывают пчелы из смол, собираемых ими с растений, которые в последующем они обрабатывают секретом челюстных желез, добавляя в эту массу воск и пыльцу. Высокое положительное действе прополиса базируется на содержании в нем известных ингредиентов - флавоноидов (полифенолов), органических кислот, ненасыщенных соединений, сложных эфиров, воска и механических примесей [6, 7].
Приготовление болюса адаптивно-антиоксидантного действия проводили следующим образом: для получения водной вытяжки брали 20 г прополиса, нагревали со 100 мл дистиллированной воды 6 часов при температуре 60°С, а в
качестве формообразующей основы использовали ржаную муку. Биологическую добавку задавали животным в форме болюса массой 30 граммов, что позволяет более точно дозировать составляющие части и употреблять болюсы все время со свежей основой, что гарантирует более быстрое высвобождение действующего вещества в пищеварительном тракте. Курс приема адаптивных болюсов составил 35 дней - по одному болюсу в день в утренние часы приема с кормом.
Наиболее важным показателем характеристики процессов адаптации у животных является оценка уровня свободно-радикального окисления. В качестве показателя работы свободно-радикального окисления рассматривали малоновый диальдегид (МДА). На рисунке 1 показано влияние применения болюса на свободно-радикальное окисление, что проявилось в резком снижении МДА (на 30%) в опытной группе коров по сравнению с контрольной, не получавшей болюсы.
1
I
МДА, мкМоль/л
1
1
^ Опытная группа пп Контрольная группа
8 7 6 5 4 3 2 1 0
до начала опыта на 20-ый день на 30-ый день на 40-ой день
1
1
Рисунок 1 - Изменение уровня МДА в крови голштинских коров, содержащихся в условиях промышленного стресса, после применения болюса на основе прополис
После применения болюсов на основе прополиса в кормлении голштинских коров в опытных группах к 40 дню произошел подъем уровня глюкозы в крови (увеличение в 4 раза), что позволило достичь оптимальных значений (рис. 2).
Глюкоза, Ммоль/л ^Опытная группа
шКонтрольная группа
1 1 ш
ш Ш
ш §
11
до начала опыта на 20-ый день опыта на 30-ый день на 40-ой день
Рисунок 2 - Динамика изменений содержания уровня глюкозы у голштинских коров при использовании болюса на основе прополиса
В опытных группах наблюдается стабилизация уровня до оптимальных значений, которая составила снижение активности ферментов ЛДГ в 3 раза и амилазы в 4 раза после применения средства на основе прополиса (рис. 3).
2500
Активность ферментов,
1
I
ш ЛДГ, Ед/л (опытная группа) ^ ЛДГ, Ед/л (контрольная группа) = Амилаза, Ед/л (контрольная группа) './Амилаза, Ед/л (опытная группа)
1
до начала опыта на 20-ый день на 30-ый день на 40-ый день
Рисунок 3 - Динамика изменения уровня ферментов лактатдегидрогеназы и амилазы у голштинских коров при использовании болюса на основе прополиса
Объективными показателями состояния организма коровы являются показатели молочной продуктивности и качества молока. Увеличение высококачественных молочных продуктов - важнейшая проблема сельского хозяйства. На молочную продуктивность коров значимое влияние оказывает уровень протекания обменных процессов. Несомненна взаимосвязь химического состава молока с метаболическими процессами в организме коровы, которые в свою очередь определяются оптимизацией структуры и состава кормовых рационов.
После применения болюса на основе прополиса в дополнение к основному рациону у голштинских коров наблюдали увеличение молочной продуктивности, выражающейся в повышении среднесуточного удоя на 2,09% (до 44,8 кг), в то время как у животных контрольной группы удой оставался на уровне 43,9 кг (рис. 4).
1
Среднесуточный удой, кг
45 44,8 44,6 44,4 44,2 44 43,8 43,6 43,4
до проведения опыта на 20-ый день
V
Опытная группа и Контрольная группа
1
на 30-ый день
на 40-ый день
Рисунок 4 - Динамика среднесуточного удоя у голштинских коров, содержащихся в условиях содержания промышленного стресса, после применения болюса
Стресс-факторы сказываются и на качественных показателях молока (содержании белка и жира), от которых, также как и от удоя, значительно зависит рентабельность молочного производства. Как известно, при стрессе на первом этапе идет расход липидов, а в последующем начинается белковое истощение, соответственно указанные качественные показатели молока будут снижаться.
На рисунке 5 мы видим, что при использовании в кормлении коров голштинской породы предлагаемого болюса на основе прополиса дополнительно к основному рациону увеличивается белковомолочность на 0,6%.
Белковомолочность, %
й- Опытная группа - Контрольная группа
3,345 3,34 3,335 3,33 3,325 3,32 3,315 3,31
до проведения опыта на 20-ый день
II II 1 1
11 11
на 30-ый день
на 40-ый день
Рисунок 5 - Динамика белковомолочности у голштинских коров, содержащихся в условиях содержания промышленного стресса, после применении болюса
Кроме этого повышение качества молока, произошло после применения голштинским коровам адаптивного болюса на основе прополиса за счет увеличения содержания жира в исследуемом молоке на 0,5% (рис. 6).
Жирномолочность, %
3,625 3,62 3,615 3,61 3,605 3,6 3,595 3,59
до проведения опытаа 20-ый день опыта на 30-ый день
^ Опытная группа -Контрольная группа
1
1
на 40-ый день
Рисунок 6 - Динамика жирномолочности у голштинских коров, содержащихся в условиях содержания промышленного стресса, после применении болюса
Вывод. После применения в кормлении голштинских коров дополнительно к основному рациону болюсов на основе прополиса в течение 35 дней выросла молочная продуктивность, что подтверждается увеличением среднесуточного удоя на 2,09% к концу эксперимента и повышением качества молока, за счет увеличения белковомолочности на 0,6% и жирномолочности на 0,5%.
Предлагаем производству для коров голштинской породы, содержащихся в стрессогенных условиях промышленного комплекса, использовать дополнительно к основному рациону биологическую добавку в форме болюса массой 30 граммов на основе водного экстракта прополиса (1:5) и ржаной муки. Курс приема адаптивной добавки составляет 35 дней - по одному болюсу в день в утренние часы приема с кормом.
БИБЛИОГРАФИЯ
1. Гильдиков Д.И. Окислительный стресс у животных: взгляд патофизиолога // Российский ветеринарный журнал. 2020. № 4. С. 10-18.
2. Лудан В.В., Польская Л.В. Роль антиоксидантов в жизнедеятельности организма // Таврический медико-биологический вестник. 2019. Т. 22. № 3. С. 86-92.
3. Активные формы кислорода и компоненты антиоксидантной системы - участники метаболизма растений. Взаимосвязь с фенольным и углеводным обменом / K.M. Никерова, H.A. Галибина, О.В. Чирва, A.B. Климова (Успенская) // Труды Карельского научного центра РАН. 2021. № 3. С. 5-20.
4. Конакова И.А., Медетханов Ф.А. Фармакологические свойства прополиса и его применение в ветеринарии // Ученые записки казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана. 2018. Т. 235 № 3. С. 100-104.
5. Окислительный стресс и его роль в патогенезе / М.Я. Ходос, Я.Е. Казаков, М.Б. Видревич, Х.З. Брайнина // Вестник уральской медицинской академической науки. 2017. № 4. С. 381-398.
6. Яшин Я.И., Веденин А.Н., Яшин А.Я. Лекарственные препараты, лекарственные растения и БАДы с антиоксидантной активностью // Сорбционные и хроматографические процессы. 2017. Т. 17. № 3. С. 496- 505.
7. Справочник Видаль. Лекарственные препараты в России. М.: Астрафармсервис, 2017. 1166 с.
REFERENCES
1. Gildikov D.I. Okislitelnyy stress u zhivotnykh: vzglyad patofiziologa // Rossiyskiy veterinarnyy zhurnal. 2020. № 4. S. 10-18.
2. Ludan V.V., Polskaya L.V. Rol antioksidantov v zhiznedeyatelnosti organizma // Tavricheskiy mediko-biologicheskiy vestnik. 2019. T. 22. № 3. S. 86-92.
3. Aktivnye formy kisloroda i komponenty antioksidantnoy sistemy - uchastniki metabolizma rasteniy. Vzaimosvyaz s fenolnym i uglevodnym obmenom / K.M. Nikerova, N.A. Galibina, O.V. Chirva, A.V. Klimova (Uspenskaya) // Trudy Karelskogo nauchnogo tsentra RAN. 2021. № 3. S. 5-20.
4. Konakova I.A., Medetkhanov F.A. Farmakologicheskie svoystva propolisa i ego primenenie v veterinarii // Uchenye zapiski kazanskoy gosudarstvennoy akademii veterinarnoy meditsiny im. N.E. Baumana. 2018. T. 235 № 3. S. 100-104.
5. Okislitelnyy stress i ego rol v patogeneze / M.Ya. Khodos, Ya.Ye. Kazakov, M.B. Vidrevich, Kh.Z. Braynina // Vestnik uralskoy meditsinskoy akademicheskoy nauki. 2017. № 4. S. 381 -398.
6. Yashin Ya.I., Vedenin A.N., Yashin A.Ya. Lekarstvennye preparaty, lekarstvennye rasteniya i BADy s antioksidantnoy aktivnostyu // Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2017. T. 17. № 3. S. 496- 505.
7. Spravochnik Vidal. Lekarstvennye preparaty v Rossii. M.: Astrafarmservis, 2017. 1166 s.
