Введение к работе
Актуальность темы. В настоящее время не ослабевает интерес исследователей к селену – микроэлементу, необходимому для нормальной жизнедеятельности организма человека и животных. Селен обеспечивает нормальную функцию печени, обладает антиоксидантными, иммуно-модулирующими и детоксицирующими свойствами. Дефицит селена в организме, как известно, вызывает нарушение обмена веществ, снижение роста, дегенеративные изменения мышечной ткани, печени, кардиомиопатию и репродуктивные дисфункции [Тутельян, Княжев, 2002]. На клеточном уровне недостаток селена ведет к нарушению целостности клеточных мембран, снижению активности ферментов, накоплению кальция внутри клеток, нарушению метаболизма аминокислот и кетокислот, подавлению энергопродуцирующих процессов [Цикуниб, 2008]. В механизме действия селена большое значение имеет формирование им активных центров ферментов, например глутатионпероксидазы, глицинредуктазы и др. [Риш, 2003; Parching et al, 1999; Shchauser, 2003].
Потребление селенсодержащих продуктов питания, в том числе молока и молочных продуктов, имеет важное значение для селендефицитных регионов. С этой целью в сельском хозяйстве в качестве кормовой добавки для крупного рогатого скота (КРС) широко применяются неорганические соединения селена в виде селенита и селената натрия. Они недостаточно эффективны ввиду малой биодоступности (20-30%) и высокой токсичности, быстро действуют, но не кумулируются в организме [Балым, Беляев, 2007]. Органические соединения селена обладают меньшей токсичностью для животных по сравнению с неорганическими [Голубкина, Папазян, 2006]. Малая степень аккумулирования неорганического селена в органах и тканях, невысокий биологический эффект и возможность токсикозов животных при передозировках определяют поиски производных селена с меньшей токсичностью. Создание новой кормовой добавки для прижизненного формирования микроэлементного состава сырья животного происхождения является актуальным.
Диссертационная работа выполнена в соответствии с тематическим планом работ Проблемной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет» по научному направлению «Биотехнология пищевых продуктов нового поколения».
Цель работы. Разработать технологию кормовой добавки для крупного рогатого скота, содержащей связанную форму селена.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие основные задачи:
-
Оптимизировать режимы получения связанной формы селена на основе пептидов соединительно-тканного белка.
-
Разработать технологию кормовой добавки для крупного рогатого скота.
-
Изучить динамику накопления селена и витамина Е в коровьем молоке при использовании селенсодержащей кормовой добавки.
-
Оценить влияние тепловых режимов переработки сырого молока, полученного от коров опытной группы, на содержание селена.
-
Исследовать содержание селена в молочных продуктах, полученных из молока, содержащего органическую форму селена.
Научная новизна. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность связывания неорганической формы селена с функциональными группами пептидов эластина. Предложена модель связывания селенита натрия с пептидами эластина. Отработаны режимы сорбции комплекса селен-пептиды эластина на цеолитах Холинского месторождения с диаметром измельчения 0,1-1,0 мм. Установлены режимы получения кормовой добавки на основе цеолитов Холинского месторождения для крупного рогатого скота, содержащей связанную форму селена. Исследована безопасность кормовой добавки. На модельных экспериментах установлено, что введение кормовой добавки в рацион лактирующих коров из расчета 200 г в сутки, содержащей 931 мкг связанной формы селена, уже на 14-е сутки кормления приводит к увеличению концентрации селена в молоке. Максимальная концентрация органической формы селена в молоке достигала 0,270±0,026 мкг/мл через 42 дня включения кормовой добавки в рацион лактирующих коров, которая поддерживалась в течение всего периода кормления.
Экспериментально установлено, что накопление селена в молоке коров, получавших кормовую добавку, способствует увеличению содержания витамина Е в молоке. Тепловая обработка сырого молока, полученного от коров, которые получали кормовую добавку, не вызывала существенного снижения содержания селена в молоке. Потери составили 1,6-2,9%.
Новизна исследований оформлена в заявке на патент РФ (№ 2008146737 (061090) от 26.11.2008 г.).
Практическая значимость. Разработана технология кормовой добавки для крупного рогатого скота, содержащей связанную форму селена. Разработаны и утверждены проекты нормативной документации (Технические условия и Технологическая инструкция) на кормовую добавку «Цеохол-Se» для крупного рогатого скота (ТУ 2163-002-26754156-2008). Разработан способ получения молока и молочных продуктов, содержащих органическую форму селена. Проведено промышленное внедрение селенсодержащей кормовой добавки «Цеохол-Se» на базе ОАО «Оронго» (акт внедрения от 26.03.2009 г.). Выработана опытно-промышленная партия сладкосливочного несоленого масла из селенсодержащих сливок на базе предприятия ОАО «Молоко» (акт выработки от 30.03.2009 г.).
Работа поддержана грантом «Молодые ученые ВСГТУ» (2008 г.).
Апробация работы. Основные положения работы и результаты исследований доложены и обсуждены на II Международной научно-технической конференции молодых ученых «Актуальные проблемы технологии живых систем» (Владивосток, 2007 г.); VI школае-семинаре молодых ученых России «Проблемы устойчивого развития региона» (Улан-Удэ, 2007 г.); ежегодной научно-практической конференции преподавателей, научных сотрудников и аспирантов ВСГТУ (Улан-Удэ, 2007-2009 гг.); Байкальском молодежном форуме «Здоровая молодежь – будущее России» (Улан-Удэ, 2009 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ, в том числе 2 статьи в журналах из перечня, рецензируемого ВАК.
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованных источников (177 наименований) и приложения. Работа изложена на 119 страницах компьютерного текста, иллюстрирована 23 таблицами и 13 рисунками.
