Содержание к диссертации
Введение
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 13
1.1. Источники контаминации кожевенного и пушно-мехового сырья патогенными микроорганизмами 13
1.2. Способы первичной обработки шкур, овчин и меха 19
1.3. Средства, методы и режимы обеззараживания сырья животного происхождения 25
1.4. Биоциды, применяемые для обеззараживания кожевенного и пушно-мехового сырья 35
1.5. Применение четвертичных аммониевых соединений для обеззараживания сырья животного происхождения 41
2. СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ 45
2.1. Материалы и методы исследований 45
2.2. Результаты исследований 50
2.2.1. Изучение физико-химических и антимикробных свойств Велтолена, определяющих перспективность его использования для обеззараживания кожевенного и пушно-мехового сырья 50
2.2.2. Лабораторные испытания по обеззараживанию Велтоленом образцов шкур крупного рогатого скота, овчин и меха норок, контаминированньїх спорами B.cereus 96 69
2.2.3. Изучение влияния процесса обеззараживания на качественные показатели образцов сырья 75
2.2.4. Испытания по обеззараживанию Велтоленом образцов шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин, контаминированньїх спорами B.cereus 96, в ограниченных производственных условиях 83
2.2.5. Обработка Велтоленом пушно-мехового сырья в условиях предприятия ООО «Руно» 97
2.2.6. Изучение биоцидного действия Велтолена при обеззараживании конской амуниции 108
2.2.7. Разработка технологических режимов обеззараживания Велтоленом шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин 111
3. Экономическая эффективность применения велтолена для обеззараживания шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин в сравнительном аспекте 114
4. Обсуждение результатов исследований 115
5. Выводы 124
6. Практическое использование научных результатов 125
7. Рекомендации по использованию научных выводов 126
8. Список использованной литературы 128
ПРИЛОЖЕНИЯ 149
- Источники контаминации кожевенного и пушно-мехового сырья патогенными микроорганизмами
- Материалы и методы исследований
- Экономическая эффективность применения велтолена для обеззараживания шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин в сравнительном аспекте
Введение к работе
Актуальность темы. В системе ветеринарно-санитарных мероприятий, обеспечивающих благополучие ветеринарного надзора по инфекционным болезням животных, одно из важнейших мест занимает дезинфекция, в том числе и сырья животного происхождения [81].
По данным Васильевой Т.В., Григановой Н.В., Конюховича А.А. и др.
[35, 68, 72, 106] полученное от больных животных сырьё может являться источником возбудителей различных инфекционных болезней, в т.ч. сибирской язвы, бруцеллеза, эмфизематозного карбункула и др.
При организации производства, переработки, хранения, перевозки и реализации сырья животного происхождения для предотвращения возникновения и распространения инфекционных болезней, в том числе общих для человека и животных, должны проводиться определённые ветеринарносанитарные мероприятия. Зараженное сырье необходимо подвергать обеззараживанию, причём для различных видов сырья существует различная техника и способы дезинфекции [79, 135].
Кроме этого, обязательна профилактическая дезинфекция сырья, т.к.
полностью исключить возможность заражения сырья в процессе первичной обработки, транспортировки, складирования и хранения нельзя [79].
По мнению Назимова Н.А. и Рженевой В.И. [123, 143] на сегодняшний день эпизоотологическая ситуация на предприятиях кожезаготовительной, овцеводческой и звероводческой отраслей России остается неудовлетворительной.
Так, звероводческие хозяйства за последние годы, в связи с изменением кредитной политики, испытывают острый дефицит оборотных средств на приобретение ветеринарных препаратов и биоцидов, поэтому получаемый в РФ мех потерял качество, а отечественная пушнина стала неконкурентоспособной на мировом рынке.
Если в 1991 г. рентабельность звероводческой отрастр! составляла от 50 до 200%, то в 2000 г. получен отрицательный финансовый результат (-50%)).
Овцеводство из крупной отрасли сельского хозяйства во времена СССР сегодня сократилось до рудиментарных очагов на Северном Кавказе, положение же кожейерерабатывающей промышленности и того хуже [23, 35, 143, Между тем западная кожевенная индустрия развивается весьма успешно.
Наиболее быстрые темпы развития кожевенной промышленности характерны для Китая, Турции, Бразилии, Индии, Аргентины. Ориентирование правительств этих стран на развитие национальной кожевенной промышленности делает их монополистами в решении проблем сырьевого обеспечения [3, В настояш;ее время 37%) мирового рынка производства шкур крупного рогатого скота (КРС) контролируется Китаем, 3 1 % овчин и 77% шкур коз перерабатываются в кожевенной промышленности Индии, Турции и Бангладеш Наряду с общим упадком отечественной кожевенной и пушно-меховой промышленности в России возрос импорт иностранного сырья, часто не отвечающего ветеринарно-санитарным нормам, и зачастую являющегося не только низкокачественным, но и заражённым возбудителями инфекционных болезней. Например, около 50% проб кожевенного сырья крупного рогатого скота, поступавшего из Эфиопии на Богородскую кожевенную фабрику, положительно реагировало в реакции Асколи на сибирскую язву [18].
По данным Беляева Н.Н. и Рябовой Г.С. [17, 147] для обеспечения биологической безопасности импортного и отечественного сырья необходимо его плановое обеззараживание.
Однако, имеющиеся на вооружении у специалистов биоциды на основе хлора, фенола, альдегидов, щелочей и т.п. зачастую губительно сказываются на товарных свойствах кожевенных и меховых изделий, т.к. высокая антимикробная активность подобных препаратов сопряжена с их токсичностью и агрессивностью по отношению к сырью, что негативно сказывается на качестве продукции.
Биоциды с мягким, «щадящим» действием не всегда эффективны в отношении различных видов патогенных микроорганизмов, контаминирующих кожевенное и пушно-меховое сырьё и вызывающих его порчу.
Кроме того, по сообщениям Авилова В.М., Архипова В.В., Воропаева В.В. [1, 12, 39] достоверно установлено, что многие виды бактерий, микроскопических грибов и вирусов приобрели устойчивость к широко используемым биоцидам на основе хлора, щелочей и альдегидов.
По мнению Смирнова A.M. [146], мнимая дешевизна подобных средств ведёт к огромным потерям от инфекционных болезней животных, вследствие неэффективности действия традиционных биоцидов и огромному экономическому ущербу от порчи сырья высокоактивными реагентами.
Как утверждает Иванова Е.Б. [88, 91], западные компании всегда готовы предложить альтернативы нашим средствам и методам обеззараживания сырья животного происхождения, которые способны потеснить отечественную промышленность дезинфекционных средств.
Учёными НПО «ВЕЛТ» (г. Оренбург) был создан биоцид Велтолен на основе клатрата дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом (субстанция Велтон), обладающий широким спектром антимикробного действия и экологической безопасностью.
В результате широкого применения Велтолена в медицине было установлено, что данное средство обладает высокой антибактериальной активностью в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, в т.ч.
спорообразующих и кислотоустойчивых, а так же возбудителей дерматомикозов и плесневых грибов [91].
Биоцид Велтолен обладает мембраноатакующим механизмом подавления жизнеспособности микроорганизмов, в результате чего разрушаются входящие в состав клеточной стенки и цитоплазматической мембраны бактерий биополимеры и микробная клетка лизируется.
Как установили Иванова Е.Б. и Грязнева Т.Н. [93], Велтолен даже в малых концентрациях изменяет осмотическое давление, проницаемость, скорость переноса через мембрану микроорганизмов молекул и ионов, ингибирует метаболические процессы и биологическое окисление, вызывает торможение деления клеток.
Субстанция Велтон, входящая в состав Велтолена, относится к 4 классу мало опасных веществ при введении в желудок животных, при нанесении на кожу, при ингаляции в насыщающих концентрациях летучих компонентов и при парентеральном введении в брюшную полость.
Водные растворы Велтолена не оказывают раздражающего действия на конъюнктиву глаз, не обладают кз^улятивными свойствами и сенсибилизирующим действием. Кроме того, Велтолен имеет универсальные потребительские свойства - моющие и дезодорирующие [92].
Поэтому, разработка и внедрение в практику российского кожевенного и пушио-мехового производства биоцидов, позволяющих проводить максимальную деконтаминацию сырья животного происхождения без ущерба для его качества, является актуальной задачей.
В связи с необходимостью появления на рынке ветеринарных препаратов новых, высокоэффективных и экологически безопасных антимикробных средств применение Велтолена для обеззараживания сырья животного происхождения является экономически выгодным [93].
Цель и задачи исследований. Цель настоящих исследований — изучение антимикробных свойств биоцида Велтолен и его влияния на качество сырья животного происхождения для применения в кожевенной и пушномеховой промышленности.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Изучить физико-химические и антимикробные свойства Велтолена, определяюп];ие перспективность его использования для обеззараживания кожевенного и пушно-мехового сырья.
2. Провести лабораторные испытания по обеззараживанию Велтоленом образцов шкур крупного рогатого скота, овчин и меха норок, контаминированных спорами B.cereus 96.
3. Разработать режимы отмоки-дезинфекции образцов кожевенного и пушно-мехового сырья с использованием Велтолена.
4. Изучить влияние процесса обеззараживания на качественные показатели образцов сырья.
5. Провести испытания по обеззараживанию Велтоленом сырья в ограниченных производственных условиях и в условиях кожевенного предприятия.
6. Изучить биоцидное действие Велтолена при обеззараживании конской амуниции.
7. Обосновать экономическую целесообразность применения средства Велтолен для обеззараживания шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин в сравнительном аспекте.
8. Разработать комплект нормативной документации на биоцид Велтолен и зарегистрировать его на территории РФ. Научная новизна.
1. Впервые изучено воздействие биоцида Велтолен на основе клатрата дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом на кожевенное и пушномеховое сырье.
2. Доказано, что средство Велтолен обладает бактерицидными свойствами в отношении микрофлоры, вызывающей порчу сырья, а также спор B.cereus 96. В концентрации 2% Велтолен обеззараживает кожевенное и пушно-меховое сырье, обсемененное спорами бацилл, при экспозиции 18 часов,
3. Разработанные режимы отмоки-дезинфекции с использованием 2%- ного раствора Велтолена повышают основные показатели кожевенного и пушно-мехового сырья (температуру сваривания, нагрузку при разрыве, предел прочности при растяжении, прочность связи волоса с кожевой тканью) и обеспечивают высокое качество кожи и меха.
4. Обоснована возможность и целесообразность применения биоцидов на основе дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом для обеззараживания кожевенного и пушно-мехового сырья для улучшения товарных свойств сырья и продления его сроков хранения и использования.
5. Доказано, что водные растворы Велтолена не обладают коррозионной активностью, не портят сыромятные, выделанные и окрашенные кожевенные изделия и его можно использовать для профилактической и вынужденной дезинфекции конской амуниции в концентрации 1% и экспозиции 60 минут.
Практическая значимость работы.
1. Для кожевенной и пушно-меховой отрасли предложен биоцид Велтолен для профилактической и вынужденной дезинфекции сырья животного происхождения.
2. Разработаны режимы отмоки-дезинфекции кожевенного и пушномехового сырья, включающие использование способа погружения в 2% раствор Велтолена с экспозицией 18 ч. из расчета 10 л раствора средства на 1 кг пресно-сухого сырья и 5 л раствора средства на 1 кг парного сырья.
3. Разработана и утверждена 21.12.2007 г. инструкция по применению Велтолена для дезинфекции объектов ветеринарного надзора и профилактики инфекционных болезней животных.
4. Материалы исследований вошли в СТО 71954720-0001-2007 на биоцид Велтолен,
5. Велтолен зарегистрирован на территории РФ (Свидетельство о государственной регистрации № ПВР-5-1.3/01243 от 21.12.2007 г).
6. Результаты исследований по применению биоцида Велтолен для обеззаралшвания кожевенного и пушно-мехового сырья используются в учебном процессе в ФГОУ ВПО МГАВМиБ по дисциплине «Микробиология».
Личный вклад соискателя. Автору принадлежат организация и непосредственное осуш;ествление исследований по разработке режимов отмокидезинфекции образцов кожевенного и пушно-мехового сырья; изучение влияния процесса обеззараживания на качественные показатели образцов сырья; испытания по обеззараживанию Велтоленом образцов шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин, контаминированных спорами B.cereus
96, в ограниченных производственных условиях; производственные испытания Велтолена в условиях кожевенного предприятия; разработка технологических режимов обеззараживания Велтоленом кожевенного и пушномехового сырья, шкурок норки и овчин; разработка нормативной документации на Велтолен; анализ и теоретическое обобпцение полученных данных.
Апробация работы. Основные результаты проведенных исследований были изложены в 2 научных отчетах и доложены на Российской агропромышленной выставке «Золотая Осень-2006» (Москва, 2006), XV Московском международном ветеринарном конгрессе (Москва, 2007), на научнопрактической конференции «Инфекционные болезни лошадей» (Москва, 2007), на 10-ом Конгрессе Всемирной конской ветеринарной ассоциации (Москва, 2008), на V Международном симпозиуме «ЕС-Россия: сотрудничество в области биотехнологий, сельского, лесного, рыбного хозяйства и пиш;и в 7 Рамочной Программе» (Пупдино, 2008), на V Международной конференция «Наука и образование для целей биобезопасности» (Пуш;ино, 2008), на международной научно-практическая конференции «Проблемы увеличения продуктов животноводства в России и пути их решения» (Дубровицы, 2008).
Публикации. По результатам диссертации опубликовано 5 статей, в том числе 2 статьи - в научных журналах, рекомендованных ВАК (Достижения науки и техники АПК, Зоотехния).
Основные положения и результаты, выносимые на защиту:
1. Теоретическое и экспериментальное обоснование использования биоцидов на основе клатрата дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом для обеззараживания кожевенного и пушно-мехового сырья.
2. Технология обеззараживания Велтоленом шкур крупного рогатого скота, овчин и шкурок норки и его влияние на качество сырья.
3. Результаты изучения обеззараживаюш;его действия Велтолена при дезинфекции конской амуниции.
Объем и структура диссертации. Материалы диссертации изложены на 162 страницах машинописного текста и включают введение, обзор литературы, собственные исследования, обсуждение полученных результатов, выводы, данные о практическом использовании научных результатов, рекомендации по использованию научных выводов, список использованной литературы (212 источника, из них 51 иностранных авторов). Работа содержит 21 таблицу, 45 рисунков, 13 страниц приложений.
Источники контаминации кожевенного и пушно-мехового сырья патогенными микроорганизмами
Сырьё животного происхождения имеет огромное значение в жизни народов Российской Федерации. Это обусловлено, как географическими и климатическими факторами, так и экономической необходимостью, поэтому спрос на меховые и кожевенные изделия в России до сих пор очень велик [97, 100].
Значение сырья того или иного вида для кожевенного или мехового производства определяется количественным выходом шкур данного вида и его товарными свойствами. В связи с этим все источники получения кожевенного сырья можно разделить на две большие группы: основные и дополнительные. К основным относятся: шкуры крупного рогатого скота, овчины, шкурки пушных зверей, шерсть. К дополнительным видам живого сырья относят пух, перо, кости, кишечник [100].
По данным Воропаева В.В., Григановой Н.В., Казанцевой И.И. [39, 77, 96], за последние 6-8 лет в России наблюдается общий рост промышленного производства. В тоже время отрасли меховой и кожевенной промышленности характеризуется спадом производства на 23 % [39, 77, 96].
По данным Назимова Н.А. [123] в 2005 г. в меховой промышленности функционировало 1151 предприятие, из них 1087 - частные. В целом в отрасли занято 34700 человек.
Состояние отечественной экономики в последние годы отрицательно сказалось на развитии пушно-меховой и кожевенной отрасли России. Прекращение государственной поддержки в виде стабильных закупочных цен, кредитов, централизованных капиталовложений, дотаций на мясо - рыбные корма, гарантированные поставки кормов, нарушение кооперационных связей повлекли уменьшение количества пушных зверей, снижение поголовья скота мясного направления - основного источника получения шкур для производства кожевенных изделий [48, 87, 123].
Импорт меховых и кожевенных изделий, как часть внешней торговли РФ, является существенным показателем отечественного пушно-мехового и кожевенного рынка. В России продается третья часть мировой меховой продукции, при этом доля импортных меховых изделий, достигает 70 - 80 % в общем объеме продаж [23, 165].
По сообщениям Иванова В.Я., Казанцева И.И., Колгановой Т.В. [87, 96, 104] в настоящее время не существует монополии государства на торговлю кожевенной и меховой продукцией и она попадает на отечественный рынок по различным каналам, в том числе в результате внешнеэкономической деятельности коммерческих организаций или ввозится физическими лицами.
Материалы и методы исследований
Работа была выполнена в период с 2005 по 2008 годы на базе кафедр микробиологии, биотехнологии, мелкого звероводства и овцеводства ФГОУ ВПО МАГВМиБ, ООО «НПО «ВЕЛТ» (г. Оренбург), НИИ биоцидов и нано-биотехнологий (г. Москва), ОАО «Руно» (г. Железнодорожный, Московской обл.).
Объектами исследований являлись дезинфицирующие средства Велто-лен, производства ООО «НПО «ВЕЛТ»; Бианол и Неонол, производства ГНЦ «НИОПИК»; кремнефтористый натрий (КФН), а так же шкуры крупного рогатого скота, овчины и шкурки норок.
Характеристика дезинфицирующих средств. Велтолен представляет собой дезинфицирующее средство в форме концентрированного раствора, содержащего в качестве действующего вещества клатрат дидецилдимети-ламмоний бромида с карбамидом (20%), а также изопропиловый спирт - 20% и водопроводную воду - до 100 %.
Велтолен не обладает резорбтивным действием и при его применении ингаляционное воздействие на организм отсутствует, что характеризует его как малоопасное соединение (IV класс). Средство является экологически безопасным и может применяться в присутствии людей и животных.
Рабочие растворы Велтолена сохраняют активность в течение 7 суток. При нанесении средства на поверхность обрабатываемого объекта происходит активное поглощение неприятных запахов.
Кремнефтористый натрий представляет собой белый кристаллический порошок с желтоватым оттенком, плохо растворимый в воде. В водных растворах гидролизуется, растворы приобретают кислую реакцию (рН до 3,2). Обладает большей токсичностью, чем мышьяковистокистый и фтористый натрий. Смертельная доза кремнефтористого натрия для млекопитающих 120 мг/кг. Первый и второй сорта КФН применяют в кожевенной промышленности как антисептик для консервирования и отмокания сырья. Средство не оказывает отрицательного влияния на качество кож.
Неонол представляет собой оксиэтилированые алкилфенолы на основе триммеров пропилена и является технической смесью полиэтиленгликолевых эфиров моноалкилфенолов. Для производства используют дистиллированные изонилфенолы с массовой долей моноалкилфенолов не менее 98%.
Бианол - прозрачная жидкость ярко-синего цвета, содержащая в качестве действующих веществ 4% глутарового альдегида, 2,8% глиоксаля и 4% ал-килдиметилбензиламмоний хлорида, а также неионогенное поверхностно-активное вещество, краситель и воду.
Контроль качества дезинфекции проводили в соответствии с «Правилами проведения дезинфекции и дезинвазии объектов государственного ветеринарного надзора» (2002 г.).
Все исследования выполнялись в трехкратной повторносте.
Образец Велтолена последовательно разводили до концентраций рабочих растворов от 0,1% до 4,0% (по препарату).
Экономическая эффективность применения велтолена для обеззараживания шкур крупного рогатого скота, шкурок норки и овчин в сравнительном аспекте
Целью настоящих исследований являлось доказательство дезинфекционной активности средства Велтолен применительно к кожевенному и пуш-но-меховому сырью, а так же его конкурентоспособности по отношению к другим биоцидам, применяемым в этом сегменте народного хозяйства.
Актуальность решения проблемы обусловлена недостаточно эффективными средствами для обеззараживания сырья животного происхождения, применяемыми в сегодняшней практике.
Известно, что большое число разнообразных пороков, возникающих на сырье после обеззараживания, например, теклось волоса, низкая прочность на разрыв, вызваны чрезмерной реактивностью применяемых дезинфектан-тов, среди которых до сих под доминирую хлорсодержащие и альдегиды, использование которых для обеззараживания сырья не только снижает его качество, но и может приводить к вспышкам заболеваний, из-за выработанной толерантности возбудителей микроорганизмов к длительно применяемым классическим средствам.
До сих пор на российский рынок не поступило ни одного биоцида нового поколения для кожевенного и пушно-мехового сырья, отвечающего всем современным экологическим и медико-биологическим требованиям.
Техническое сырьё животного происхождения - кожа, мех, пушнина и шерсть, полученные от больных или павших животных, либо полученные в неблагополучных по ряду заболевания хозяйствах, представляет опасность двоякого рода. Это, во-первых, риск появления эпизоотии на данном объекте, во-вторых, вероятность наличия зооантропоноза, что, может привести к тяжёлым и неконтролируемым последствиям. К числу наиболее опасных и распространенных заболеваний крупного рогатого скота, овец и пушных зверей относятся инфекции, вызываемые спорообразующими микроорганизмами (сибирская язва, клостридиозы).
Поэтому, в послеубойных цехах и в процессе консервирования необходимо проводить дезинфекцию сырья высокого уровня. Однако, при проведении дезинфекции высокофээфективными за счёт своей токсичности средствами, предприятия кожевенной и пушно-меховой промышленности часто сталкиваются с проблемой снижения качества продукции: появление свищей, утонение и ломкость волоса.
Поэтому, разработка и внедрение в практику российского кожевенного и пушно-мехового производства биоцидов, позволяющих проводить максимальную деконтаминацию сырья животного происхождения, без ущерба для его качества, является актуальной задачей.
Учёными НПО «ВЕЛТ» (г. Оренбург) был создан биоцид Велтолен на основе клатрата дидецилдиметиламмоний бромида с карбамидом (субстанция Велтон), обладающий широким спектром антимикробного действия и экологической безопасностью.
В результате широкого применения Велтолена в медицине было установлено, что данное средство обладает высокой антибактериальной активностью в отношении грамположительных и грамотрицательных бактерий, в т.ч. спорообразующих и кислотоустойчивых, а так же возбудителей дерматоми-козов и плесневых грибов [91].
Биоцид Велтолен обладает мембраноатакующим механизмом подавления жизнеспособности микроорганизмов, в результате чего разрушаются входящие в состав клеточной стенки и цитоплазматической мембраны бактерий биополимеры и микробная клетка лизируется.
Как установили Иванова Е.Б. и Грязнева Т.Н. [93], Велтолен даже в малых концентрациях изменяет осмотическое давление, проницаемость, скорость переноса через мембрану микроорганизмов молекул и ионов, ингиби-рует метаболические процессы и биологическое окисление, вызывает торможение деления клеток.
