CC BY
16
УДК 636.2.084:619:615.8
ВЛИЯНИЕ ЦЕОЛИТА НА КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ПРОДУКТОВ ЗАБОЯ И ОБМЕН БЕЛКОВ СОЕДИНИТЕЛЬНОЙ ТКАНИ ЖИВОТНЫХ В УСЛОВИЯХ ТЕХНОГЕННОЙ НАГРУЗКИ
В.И. БУЦЯК, А.А. БУЦЯК Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий им. С.З. Гжицкого г. Львов-10, Украина, 79010
(Поступила в редакцию 25.01.2010)
Введение. Сельскохозяйственная продукция, которая производится в локальных зонах техногенной нагрузки, будет еще долго оставаться опасным источником интоксикации населения, проживающего на этих территориях. Основной путь поступления тяжелых металлов в организм животных и людей - алиментарный, т. е. с кормами и пищевыми продуктами [9]. В последние годы в рационах животных биогеохимических провинций наблюдается избыточное содержание тяжелых металлов, которые обладают высокой токсичностью и способностью к аккумулирующему действию.
В связи с этим как в нашей стране, так и за границей проводят крупномасштабные исследования с целью направленного воздействия на процессы миграции тяжелых металлов в трофической цепи питания, с целью существенного ограничения поступления их в рацион животных и людей.
Самым важным мероприятием по профилактике и лечению патологий, обусловленных токсичными веществами, является снижение всасывания из желудочно-кишечного тракта и ускоренное их выведение из организма. Для разработки мероприятий по снижению содержания тяжелых металлов в животноводческой продукции все чаще используют природные адсорбенты разного происхождения и свойств. Препараты природного происхождения имеют ряд преимуществ над синтетическими, они не проявляют токсичных свойств и поэтому их можно безопасно использовать в течение длительного времени.
Исследованием эффекта цеолита и бентонита [5] в откорме молодняка крупного рогатого скота на рационах с повышенным содержанием тяжелых металлов было установлено, что природные цеолиты и бентониты можно считать энтеросорбентами [11]. Благодаря катио-нобменным свойствам их рассматривают, с одной стороны, как источник минеральных элементов, а с другой - как адсорбенты, которые могут связывать тяжелые металлы и выводить их из организма [1, 4].
Цель работы - изучить закономерности распределения и миграции тяжелых металлов (свинца, кадмия, ртути и цинка) в организме, а также исследовать влияние цеолита на качественные показатели мяса и функциональное состояние обмена белков соединительной ткани животных на откорме, которым скармливали рацион с повышенным содержанием тяжелых металлов.
Материал и методика исследований. Исследование проводили на коровах черно-пестрой породы, которые выбракованы из основного стада и находились на откорме в ТзОВ «Зубра» Николаевского района Львовской области [2]. Для проведения эксперимента нами было сформировано две группы коров по принципу пар-аналогов: контрольная и опытная. Опыт продолжался 90 дней. Рационы были одинаковые по набору кормов и содержанию питательных веществ, что соотвест-вувало нормам питания животным. Опытной группе дополнительно к основному рациону скармливали цеолитовую муку в дозе 0,5 г/кг живой массы. По завершении откорма проводили контрольный забой животных и определяли убойные показатели и качество мяса общепринятыми методами: содержание жира - по Сокслету, содержание белкам методом Кэльдаля, содержание гликогена [10]. Уровень оксипролина определяли метод Запорожца и Солдатенко [6], на аминокислотном анализаторе определяли уровень свободных аминокислот.
Концентрацию тяжелых металлов в образцах исследовали методом спектрофотометрии [12], используя режим адсорбции в воздушно-ацетиленовом пламени на атомно-адсорбционном спектрофотометре ЛЛ8-30. Полученные цифровые данные обрабатывали математически по общепринятой методике вариационной статистики [7]. Достоверность отличий между показателями контрольной и опытной групп оценивали с помощью ^критерия Стьюдента (Р < 0,01 по сравнению с контролем).
Результаты исследований и их обсуждение. Комплексные исследования показали, что в зоне действия горно-цементного комбината формируется биогеохимическая провинция с повышенным содержанием тяжелых металлов. Фоновый уровень подвижных форм тяжелых металлов (Cd2+; РЬ2+; И^; 2п2+) в кормовом рационе превышал МДУ (максимально допустимый уровень) соответственно на 18,3, 26,9, 41,2, 13,0 %, что обеспечило значительное поступление токсичных элементов в организм животных на откорме (табл.1).
Таблица 1. Поступление тяжелых металлов в организм коров на откорме за опытный период (90 дней), мг на одно животное
Показатели са2+ РЬ2+ Не ¿п
Поступило в организм, мг 27924,1 1868,9 779,1 25276,1
В т. ч.: с водой 270,7 5,4 1,4 263,9
% 1,0 0,3 0,2 1,1
с кормами 27653,4 1863,5 777,7 25012,2
% 99,0 99,7 99,8 98,9
Корма являются основным источником поступления тяжелых металлов в организм животных на откорме, и именно с кормами поступает 99,0 % от общего количества свинца, 99,7 % кадмия, 99,8 % ртути и 98,9 % цинка. Часть поступления исследуемых металлов в организм животных с питьевой водой была незначительной и колебалась в пределах 0,2-1,1 %. В условиях эксперимента больше всего задерживаются в организме ионы 2п2+ и Cd + с коэффициентом аккумуляции соответственно 13,8 и 12,5 %, а ионы РЬ + и ^ + значительно меньше задерживаются в организме с коэффициентом аккумуляции 4,9 и 3,6 %.
Под воздействием скормленного цеолита содержание подвижных форм кадмия, свинца и ртути в каловых массах опытных групп коров, которые постоянно содержались в локальной зоне антропогенной нагрузки, в среднем на 14,7-18,8 % было выше контрольных показателей с одновременным уменьшением на 4,8 % их количества в моче (табл. 2).
Таблица 2. Влияние использования цеолита на аккумуляцию тяжелых металлов органами и тканями животных на откорме (М ± т, п = 5)
Содержание тяжелых металлов, мг/кг Группы
контрольная | опытная
Мышечная ткань
Кадмий 0,10±0,05 0,05±0,003*
Свинец 1,44±0,14 0,47±0,04*
Ртуть 0,07±0,006 0,03±0,002*
Субпродукты
Кадмий 0,57±0,06 0,43±0,04*
Свинец 1,51±0,11 0,51±0,03*
Ртуть 0,24±0,03 0,10±0,03*
*Р<0,01.
Полученные экспериментальные данные согласуются с нашими предыдущими исследованиями [3] об уникальных адсорбирующих свойства естественного цеолита, который в значительной степени связывает тяжелые металлы в желудочно-кишечном тракте, предупреждая их всасывание кишечником. Показатели химического состава длиннейшей мышцы спины подопытных животных приведены в табл. 3. Сравнение полученных показателей химического состава длиннейшей мышцы спины между контрольной и опытной группами свидетельствует, что скормленный цеолит благоприятно влияет на качественные показатели животных на откорме. Так, в опытной группе выход сухого вещества увеличился на 1,7 % за счет роста на 2,0 % белка и на 8,6 % жира с одновременным уменьшением на 16,8 % минеральных веществ.
Таблица 3. Химический состав длиннейшей мышцы спины опытных коров (М ± т, п = 5)
Показатели Группы
контрольная опытная
Влага, % 77,1 ± 3,42 76,7 ± 1,41*
Белок, % 19,8 ± 0,92 20,2 ± 0,86*
Жир, % 1,20 ± 0,07 1,30 ± 0,05*
Зола, % 1,10 ± 0,06 0,95 ± 0,04*
Г ликоген, % 420,5 ± 20,4 492,6 ± 22,4*
*Р<0,01.
В опытной группе коров уровень гликогена - основного энергетического материала мышц также вырос на 17,2 %, содержание которого зависит от упитанности, физиологичного состояния, используется для обеспечения энергией в процессах мышечного сокращения, а также для биосинтетических потребностей организма. Существует определенная корреляционная связь между физиологическим состоянием
организма животных, содержанием в мышечной ткани гликогена и повышением молочной кислоты в процессе созревания мяса.
В мышечной ткани крупного рогатого скота, которому скармливали цеолит (опытная группа), рН мяса после созревания был на 1,4 ед. меньше контрольных показателей. В процессе созревания такого мяса интенсивно образуется молочная кислота и значительно снижается рН.
У животных, которые постоянно содержались в зоне с повышенным уровнем тяжелых металлов в кормах, наблюдается уменьшение количества гликогена сравнительно с нормой. При созревании мяса от таких животных подавляются посмертные окислительные процессы, рН снижается несущественно. Мясо, полученное от животных контрольной группы, после созревания имеет более высокий рН, развитие гнилостных бактерий в нем подавляется слабо. В процессе хранения такое мясо быстро портится (табл. 4).
Таблица 4. Влияние скормленного цеолита на изменения рН мяса после дозревания
Показатели 1 руппы
контрольная опытная
Количество гликогена в мясе 420,5 ± 10,4 512,6 ± 12,4*
рН мяса после дозревания 6,7 ± 0,1 5,3 ± 0,1*
*Р<0,01.
Важным показателем питательной ценности мяса является уровень сбалансированности его по незаменимым факторам питания - содержания в оптимальных соотношениях аминокислот в мышечной ткани. Свободные аминокислоты, содеожащиеяс в мышцах, определяют вкусовые качества мяса и его аромат (табл.5).
Таблица 5. Аминокислотный состав длиннейшей мышцы спины опытных животных в % к белку (М ± ш, п = 5)
Аминокислоты Группы
контрольная опытная Отиошеиие опытной группы к контрольной
Аргинин 3,48 ± 0,18 3,12 ± 0,12* - 0,36
Валин 2,63 ± 0,12 2,26 ± 0,14 - 0,37
1 истидин 2,06 ± 0,11 2,26 ± 0,10* + 0,20
Изолейцин 1,44 ± 0,10 1,24 ± 0,10 - 0,20
Лейцин 5,96 ± 0,26 5,16 ± 0,22* - 0,80
Лизин 6,84 ± 0,74 6,90 ± 0,31* + 0,06
Метионин 0,62 ± 0,05 0,98 ± 0,05* + 0,36
Треонин 2,12 ± 0,32 2,46 ± 0,38* + 0,34
Фенилаланин 1,42 ± 0,18 1,566 ± 0,14 + 0,14
Алании 4,86 ± 0,28 5,98 ± 0,22* + 1,12
Аспарагиновая 7,62 ± 0,51 7,05 ± 0,31* - 0,57
1лицин 3,10 ± 0,21 3,42 ± 0,22 + 0,32
Глутаминовая 22,4 ± 1,68 24,2 ± 1,21* + 1,80
Пролин 2,36 ± 0,16 2,06 ± 0,16 - 0,30
Серин 1,96 ± 0,14 2,10 ± 0,10* + 0,14
Тирозин 1,72 ± 0,12 1,16 ± 0,09* + 0,14
Цистин 0,68 ± 0,06 0,86 ± 0.06 + 0,18
Сумма 71,27 73,47
*Р<0,01.
Уровень свободных аминокислот в мясе только что убитых животных незначительный и увеличивается в процессе автолиза и технической обработки мяса и субпродуктов.
В длиннейшей мышце спины контрольной группы животных уровень свободных аминокислот неодинаковый и колеблется от 0,68 до 22,4 %. Наивысшая концентрация глутаминовой (22,4 %) и аспараги-новой (7,62 %) аминокислот, лизина (6,84 %), лейцина (5,96 %), наименьшая - цистина (0,68 %) и метионина (0,62 %).
В мясе животных опытной группы, которым дополнительно к рациону, скармливали цеолитовую муку, содержание свободных аминокислот выросло на 3,08 %, хотя концентрация отдельных аминокислот несколько снизилась. Наиболее существенно повысился уровень глу-таминовой аминокислоты, а также глюкогенных аминокислот (алани-на, глицина, сирина, трионина и цистина).
Использование цеолитовой муки сокирницкого месторождения в дозе 0,5 г на 1 кг живой массы, имеет выраженный эффект выведения тяжелых металлов из организма коров на откорме, что позволяет получить экологически чистую продукцию боя, которая отвечает критериям ветеринарно-санитарных и гигиенических требований при условиях повышенного количества тяжелых металлов в кормовом рационе. Качество продукции убоя оценивали по белково-качественному показателю (соотношение незаменимой аминокислоты триптофана к заменимой оксипролина).
Уровень оксипролина в мышечных тканях не отличался в контрольной и опытной группах и колебался в пределах 74,5±2,16 -75,2±1,86. В условиях нашего эксперимента коррекция цеолитом существенно не влияет на концентрацию оксипролина, однако уровень триптофана опытной группы вырос на 21,7 % по сравнению с контролем, что дало возможность значительно улучшить белково-качественный показатель (табл. 6).
Таблица 6. Белково-качественный показатель длиннейшей мышцы спины опытных коров (М ± т, п = 5)
Показатели Группы
контрольная опытная
Триптофан, мг% 347,2 ± 9,32 422,8 ± 6,26*
Оксипролин, мг% 74,5 ± 2,16 75,2 ± 1,86
Белково-качественный показатель 4,66 5,62
*Р<0,01.
Анализируя показатель белковой ценности мяса, выявлено, что у животных опытных групп белково-качественный показатель был на 20,6 % выше соответствующего показателя контрольной группы.
Известно, что оксипролиновый тест дает возможность судить о функциональном состоянии обмена белков соединительной ткани в том числе коллагена, в состав которого входит 12-14 % оксипролина. Одновременно оксипролин является составной частью органической
матрицы костной ткани (около 80 %) и принимает непосредственное участие в минерализации костной ткани [6]. Исследования оксипроли-на в сыворотке крови, моче и синовиальной жидкости скаковых суставов показали, что в опытной группе его уровень ниже исследуемых показателей контрольной группы соответственно на 6,6; 14,7 и 12,3 %. Это указывает на благоприятное влияние скормленного цеолита на обмен белков соединительной ткани и процессы минерализации (табл. 7).
Таблица 7. Содержание оксипролина в биологических жидкостях опытных коров, мкмоль (М ± ш, п = 5)
Показатели Группы
контрольная опытная
Сыворотка 39,16 ± 2,46 36,73 ± 2,04*
Моча 24,32 ± 1,98 21,19 ± 1,14*
Синовиальная жидкость 76,75 ± 4,12 68,31 ± 3,42*
*Р<0,01.
Следует заметить, что повышение уровня оксипролина в сыворотке крови, как правило, сопровождается расстройствами метаболизма в костной ткани, особенно при условии избыточного поступления в организм тяжелых металлов, которые негативно влияют на белковый и минеральный обмен.
Заключение. Действие естественного цеолита проявляется в способности регулировать концентрацию отдельных микроэлементов в рубце, а через них положительно влиять на ход обменных процессов в организме в целом. Он способствует адсорбции екзо- и эндотоксинов, снижает процессы гниения в преджелудках и кишечнике. Благодаря высоким ионообменным свойствам цеолит при определенных условиях способен отдавать ряд макро- и микроэлементов, необходимых для жизнедеятельности организма. В результате этого повышается усвояемость питательных веществ корма, что обеспечивает рост производительности животных. Скармливание коровам на откорме естественного цеолита как адсорбента и ионообменника повышает белково-качественный показатель и вкусовые характеристики мяса, а также благоприятно влияет на минеральный и белковый обмен соединительной ткани.
ЛИТЕРАТУРА
1. Буцяк, В.1. Сорбцшна актившсть i профшактична ефектившсть цеолтв у живленш кс^в / В.1.Буцяк // Передпрське та гiрське землеробство i твариииицтво. Львiв-Оброшиио, 2002. Вип. 44. С. 119-124.
2. Буцяк, В. I. Способи попередження ]шграци важких металiв у бiслсгiчиi об'екти / В.1. Буцяк // Науковий вiсиик ЛНАВМ iм. С.З. Гжицького. 2004. Т. 6 (№>3). Ч. 3. С.19-28.
3. Буцяк, В.1. Вплив природних адсорбентов на забшш псказиики молодняку велико! рогато! худоби /В.1. Буцяк // Сшьський господар. 2004. № 9-10. С. 6-8.
4. Гадимов, М. Цеолиты - эффективная кормовая добавка при выращивании телят /М. Гадимов // Молочное и мясное скотоводстыво. 2002. N° 6. С. 20, 21.
5. Грабовенской, И.И. Цеолиты и бентониты в животноводстве / И.И. Грабо-венской, Г.И. Калачнюк. Ужгород: Картаты. 1984. 72 с.
6. Запорожець, М.Ф. Вдосконалення методу визначення оксипролшу в бюлопчних матерiалах / М.Ф. Запорожець, В.О. Солдатенко // Вiсиик сшьськогосподарсько! науки. 1986. № 2. С. 85-88.
7. Кокунин, В.А. Статистическая обработка при малом количестве опытов / В.А. Кокунин // Укр. биохим. журн. 1975. Т. 47. № 6. С. 776-791.
8. Кравщв, Р.Й. Вплив важких металiв на метаболiзм вуглеводiв та активнють ферменпв у кровi корiв / Р.Й. Кравщв, В.1. Буцяк // Вюник аграрно! науки. 2003. N° 2. С. 4346.
u 9. Ентеросорбенти як ефективний профiлактичний засiб кумуляци важких металiв/ Р.Й. Кравщв, Г.А. Буцяк, М.В. Черевко [i ш.] // Агроеколопчний журнал. 2009. С. 159162.
10. Остапець, М.Г. Практикум з бкгами / М.Г. Остапець, Н.М. Романська. Ки!в: Вища шк. 1975. 255 с.
11. Переста, М. Цеолгшвому борошну - зелену вулицю в тваринництвi / М. Пере-ста, I. Чонка // Ветеринарна медицина Укра!ни. 1998. № 6. С. 6-7.
12. Praice, W.Y. Analitical atomic absortion spectrometry / W.Y. Praice. London, New-York, Phein. 1972. P. 259-275.
УДК 638.19:638.1:633.31
ФИЗИОЛОГО-БИОХИМИЧЕСКИЕ ИЗМЕНЕНИЯ В ОРГАНИЗМЕ МЕДОНОСНЫХ ПЧЕЛ ПРИ ПОДГОТОВКЕ К ГИПОБИОЗУ
Ю.В. КОВАЛЬСКИЙ, Я.И. КИРИЛИВ Львовский национальный университет ветеринарной медицины и биотехнологий им. С.З. Гжицкого Украина Л.М. КОВАЛЬСКАЯ Институт биологии животных УААН
(Поступила в редакцию 25.01.2010)
Введение. В процессе эволюции организм некоторых видов животных адаптировался к неблагоприятным факторам внешней среды по-разному [1, 4]. В частности, насекомые находятся в периоде диапаузы. Медоносная пчела переносит длительную зимовку благодаря способности входить в состояние гипобиоза [7].
В естественных условиях пчелы переносят зиму достаточно успешно, благодаря способности собираться в большую плотную массу и поддерживать жизненно необходимые параметры микроклимата независимо от условий внешней среды. В частности, при температуре 1112 °С пчелы начинают собираться в так называемый клуб. Он представляет собой объеденное количество насекомых, которые обогревают гнездо за счет тепловой энергии собственного тела. Структура клуба имеет своеобразное строение: внешнюю оболочку и внутреннее ядро. Поэтому высвобождение энергии уменьшается [1]. Кроме этого в гнезде пчелиной семьи повышается содержание углекислого газа, который вызывает снижение интенсивности обменных процессов и таким образом содействует экономии питательных веществ. Однако эти процессы изучены недостаточно.
Цель работы - изучить некоторые физиолого-биохимические процессы в организме медоносных пчел во время гипобиоза.
Материал и методика исследований. В пчеловодческом хозяйстве с. Стрилкив Стрыйского района Львовской области были сформированы две группы пчелиных семей. Первая группа начинала зимовку
