Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы
2.1. Проблема протеина в животноводстве и пути ее решения
2.2. Отходы кожевенной промышленности и их использование в животноводстве 16 16
2.3. Особенности белкового питания птицы
2.4. Метаболизм минеральных веществ
2.5 Повышение воспроизводительной функции животных
3. Материал и методы исследования 4. результаты исследования
4.1. Изучение состава отходов кожевенного производства, получение ПКД и определение ее кормовой ценности
4.1.1. Химический состав отходов кожевенной промышленности
4.1.2 Технология получения ПКД
4.1.2.1. Измельчение кожевенного сырья
4.1.2.2. Гидролиз кожевенных отходов
4.1.2.3. Разделение жидкой и твердой фаз гидролизата
4.1.2.4. Упаривание и сушка гидролизата
4.1.2.5. Использование шлама
4.1.3. Опытно-промышленная линия по производству ПКД
4.1.4. Технологическая инструкция получения ПКД
4.1.5. Экономическая эффективность производства ПКД
4.1.6. Биологическая оценка ПКД
4.1.6.1. Анализ содержания питательных веществ
4.1.6.2. Усвояемость питательных веществ
4.1.6.3. Биохимические компоненты крови
4.1.6.4. АТФазная активность органов и тканей
4.1.6.5. Содержание витаминов в печени
4.1.6.6. Содержание тяжелых металлов в органах цыплят
4.1.6.7. Влияние ПКД на показатели продуктивности
4.1.6.8. Производственная проверка эффективности ПКД
4.1.7. Экономическая эффективность применения ПКД
4.2. Разработка технологии получения БКД
4.2. 1. Химический состав некондиционных овчин
4.2.2. Технология получения белковой кормовой добавки
4.2.2.1. Измельчение некондиционных овчин
4.2.2.2. Промывание измельченного сырья
4.2.2.3. Удаление избытка воды
4.2.2.4. Очистка сырья от антисептика
4.2.2.5. Гидролиз некондиционных овчин
4.2.2.6. Исследование процесса сушки БКД
4.2.3. Линия по производству БКД
4.2.4. Технологическая инструкция получения БКД
4.2.5. Экономическая эффективность производства БКД
4.2.5. Биологическая оценка БКД
4.2.6.1. Использование белковой кормовой добавки в рационах петушков на откорме
4.2.6.2. Производственна проверка эффективности БКД
4.3. Технология получения натуральных половых феромонов
4.3.1. Технологическая инструкция получения НФ
4.3.2. Экономическая эффективность получения НФ
4.3.3. Определение биологической активности НФ
4.3.3.1. Влияние препарата натуральных половых феромонов на функциональную активность яичников
4.3.3.2. Морфологическая структура репродуктивных органов у телок стимулированных НФ быка
4.3.3.3. Характеристика поведенческих реакций и общих клинических показателей у коров в период стимуляции препаратом НФ
4.3.3.4. Морфологическая структура репродуктивных органов у свиноматок после стимуляции препаратом НФ3
4.3.3.5. Поведенческие реакции и общие клинические показатели у свиноматок в период стимуляции препаратом НФ3
4.4. Способ изготовления препарата фолликулостимулирующего гормона
4.4.1. Технологическая инструкция получения ФСГ
4.4.2. Испытание препарата ФСГ на ремонтных свинках
5. Обсуждение результатов
6. Выводы
7. Предложения производству
8. Литература
9. Приложения
- Особенности белкового питания птицы
- Повышение воспроизводительной функции животных
- Разделение жидкой и твердой фаз гидролизата
- Технология получения белковой кормовой добавки
Введение к работе
2.1. Проблема протеина в животноводстве и пути ее решения
2.2. Отходы кожевенной промышленности и их использование в животноводстве
2.3. Особенности белкового питания птицы
2.4. Метаболизм минеральных веществ
2.5. Повышение воспроизводительной функции животных 47/
Особенности белкового питания птицы
Увеличение производства животноводческой продукции в значительной степени зависит от обеспечения сельскохозяйственных животных полно-ценными кормами. Дефицит кормов, их низкое качество и несбалансиро-ванность рационов по основным питательным веществам привели животно-водство многих регионов России к значительному снижению продуктивно-сти и рентабельности.
Особенно заметен спад производства одной из самых важных групп кормовых средств – сухих животных кормов. В настоящее время потребно-сти животноводства в этих кормах удовлетворяются не более чем на 50%. Ухудшается также качество комбикормового сырья и кормовых добавок, сокращается их ассортимент. В рационах кормления животных возрастает доля зерна злаковых культур и других потребляемых населением пищевых продуктов (В.И. Ивашов, А.Б. Лисицин, 1997).
Для нужд комбикормовой промышленности, по данным А.Р. Мацеруш-ка (1997), за последние годы поступило от потребности лишь 40-50% жмы-хов и шротов, 65-70% мясокостной муки, 70-75% рыбной муки, 65-70% кормовых дрожжей.
Обеспечение животноводства кормовым протеином представляет собой одну из важнейших задач сельскохозяйственного производства и предпри-ятий, производящих кормовые добавки. Основным путем решения этой проблемы является увеличение производства протеина в самих хозяйствах. Для этого следует расширять посевные площади и повышать урожайность многолетних и однолетних бобовых трав, зернобобовых культур, расши-рить применение азотистых удобрений под кормовые культуры, улучшить технику заготовки сена и внедрять агротехнические приемы, обеспечиваю-щие увеличение продукции протеина с единицы площади. Однако решение проблемы дефицита кормов и протеина только за счет расширения посев-ных площадей в глобальном масштабе маловероятно. Постоянно растущая численность жителей планеты приводит к сокращению количества пашни, приходящейся на душу населения.
По данным В.Д. Мухи, Н.И. Картамышева, Н.И. Кочетова (1994), А.Ф. Пономарева, Г.И. Горшкова, Е.Г. Глазунова (1997), в ближайшие годы на одного жителя планеты будет приходиться лишь около 0,2 га обрабатывае-мых земель, тогда как в 1950 году этот показатель составлял 0,5 га. Учиты-вая сказанное, нетрадиционные кормовые добавки, по прогнозам отечест-венных и зарубежных ученых, займут в обозримом будущем определенную долю в кормовом балансе животноводства.
Вместе с тем проблема приготовления и использования нетрадиционных кормовых добавок, в том числе из отходов кожевенного производства, ре-шается многими развитыми странами даже в условиях перепроизводства обычных кормов и значительном экспорте их. К числу таких стран относят-ся Италия, Германия, Чехия, Япония, США, Великобритания, Бельгия. Этим путем решается задача не столько экономии традиционных кормов, сколько получения сбалансированных рационов, отвечающих сложившимся физиологическим потребностям животных.
Одним из источников кормов животного происхождения являются от-ходы кожевенного производства. Однако они имеют не только ограничен-ное применение, но и представляют собой источник загрязнения окружаю-щей среды. Несмотря на имеющиеся уже схемы и технологии по их перера-ботке, их производство и применение в животноводстве далеки от разреше-ния. Основные причины, сдерживающие широкое использование кожевен-ных отходов, состоят в том, что при заготовке шкур животных и производ-стве кож используются вещества, токсичные для животных.
Переработка шкур в кожевенной промышленности сопровождается об-разованием большого количества отходов, достигающих 50% массы сырья (M. Mladka, 1971; А.Ф. Пономарев, Т.К. Алимов, Г.С. Походня, 1997).
Однако рациональное их использование представляет большую эколо-гическую и экономическую проблему. Их вывоз и хранение на полигонах требуют оборудования специальных площадей, т. к. в них содержатся ток-сичные вещества, которые могут загрязнять почву и просачиваться в вод-ные горизонты. В то же время такие отходы представляют собой богатый источник протеина.
Анализ научной литературы свидетельствует об огромном интересе в мире к проблеме использования отходов кожевенных производств.
По степени опасности для животных-потребителей все отходы, обра-зующиеся в процессе производства, подразделяют на хромсодержащие (дубленые) и не содержащие солей хрома (недубленые). Вполне естественно, что вначале основное внимание уделялось не-дубленым отходам, так как технологии их переработки значительно проще и их количество значительно больше (в 1,5-2 раза). Сложнее получить кор-мовые препараты из дубленых, хромсодержащих отходов, поскольку хром является токсичным элементом, и его содержание в кормовых препаратах ограничено. Количество хрома в кормовых добавках для животных не должно превышать 0,0007% (ТУ 17-3504117-10-89, 1989). В настоящее время основная часть кожевенных отходов используется на производство желатина, белкозина, клея, кожкартона, искусственных удобрений и только небольшая часть - для производства кормов.
В желатин перерабатывается более 250 тыс. т отходов. По данным V. Svoboda, I. Tka (1995), крупные фирмы по его производству находятся в США, Франции, Великобритании, ФРГ, Нидерландах, Бельгии. Только они производят около 60% мирового количества желатина (125 тыс. т в год). Фирма «Hodjsch Jelatine Ltd» (Великобритания) использует для производ-ства желатина все отходы, получаемые на объединениях кожевенных заво-дов.
Повышение воспроизводительной функции животных
Лизин и аргинин имеют положительный заряд и высокое сродство к переносчику, поэтому для их трансмембранного транспорта не нужны ионы натрия (M. Torras-Llort, J.F. Soriano-Garcia, 1996). И наоборот, отрицательно заряженные аспарагиновая и глутаминовая кислоты в процессе переноса нуждаются в большом количестве ионов натрия (H.N. Cristensen, 1982).
Аминокислоты корма оказывают взаимно регулирующее влияние на процессы переноса. Так, триптофан, добавленный в инкубационную среду, активирует транспорт метионина в эпителиоцитах тощей кишки цыплят, а свободный метионин тормозит всасывание триптофана (Р. Войнова, И.В. Профилов, 1997).
Пептиды имеют свой механизм транспорта через эпителий кишечни-ка, отличающийся от аминокислотного (S.A. Adibi, 1979; Р. Войнова, И.В. Профилов, 1997). Одни и те же аминокислоты в составе ди- и трипептидов всасываются в кровь быстрее, чем в свободной форме в виде эквивалентных смесей (Р.И. Кушак, И.Л. Тарвид, 1989).
В транспортных процессах участвуют протеиназы энтероцитов, гид-ролизующие пептиды до свободных аминокислот, которые затем связыва-ются со специфическими белками-переносчиками (М.И. Зильберман, В.К.Антонов, 1983; M. Stefan, C. Valero, 1999).
Биологическое значение аминокислот определяется не только тем, что они служат исходными веществами для синтеза белков, но и тем, что они являются предшественниками некоторых гормонов и биологически актив-ных веществ либо формируют составы их молекул. Так, тирозин использу-ется для синтеза тироксина и адреналина, триптофан превращается в вита-мин РР, лизин влияет на перенос физиологически активных веществ через клеточную мембрану, на распределение в тканях электролитов (натрия и калия). Метионин участвует в реакциях переметилирования, в синтезе креа-тинина, нуклеиновых кислот, адреналина, предотвращает Е-авитаминоз у свиней и птицы (Р.Ю. Краузе, 1982).
Недостаток той или иной аминокислоты организм птицы переносит по-разному. Но обычно это сопровождается снижением аппетита и усвояе-мости корма, замедлением темпов роста и ослаблением всасывания других аминокислот в желудочно-кишечном тракте (X. Wang, C.M. Parsons, 1998).
Существует также тесная взаимосвязь между аминокислотами и ви-таминами. Белок плазмы крови обеспечивает мобилизацию витамина А из печени и поступление его в общую циркуляцию (O. Roels, 1972; А.И. Раик, 1998). И если рацион не сбалансирован по аминокислотам, интенсивность и всасывания в кровь, и мобилизации этого витамина из резервов замедля-ются. Острый недостаток протеина в рационе вообще подавляет абсорбцию витамина А (В.Р. Каиров, А.К. Темираев, 1997).
Активность ферментов, катализирующих гидролиз и синтез эфиров ретинола в кишечнике, процесс превращения b-каротина в витамин А в стенке кишечника прямо зависимы от количества принятого с кормом белка (Mc. Larendal, 1985).
Как показано в исследованиях Н.Г. Григорьева (1972), глобулины и альбумины крови способны абсорбировать витамин А и каротиноиды и транспортировать их в печень. Отложение витамина А в печени зависит от уровня альбуминов в сыворотке крови. Чем больше альбуминов, тем более значительные резервы этого витамина откладываются в организме.
Замечено, что, если птица получает рацион с недостатком протеина, то у нее, кроме гипопротеинемии, наблюдается А-авитаминоз, несмотря на нормальное содержание витамина А в кормах (А.Р. Вальдман, 1988). При А-авитаминозе птиц нарушается образование гликопротеидов из-за разоб-щения процессов обмена серусодержащих соединений, к которым относят-ся сульфомукополисахариды и сернокислые эфиры стероидов. В результате этого изменяется проницаемость слизистой оболочки кишечника, а, следо-вательно, и интенсивность всасывания аминокислот (A. Aburto, W.M. Briton 1998). В плазме крови витамин А обычно связан c -глобулином (50%), в меньшей мере - с альбумином (20%) и в еще меньшей степени - с -глобулинами. Низкое содержание белка в рационе задерживает скорость гидролиза эфирных форм витамина А в кишечнике и тем самым снижает всасывание и отложение его в печени. Всасывание и отложение в печени высокой дозы (10000 ИЕ) витамина А у цыплят, получавших рацион с со-держанием 10% белка, было ниже, чем у цыплят, в рационе которых содер-жание белка составляло 30% (G.Z. Teresinha, T.G. Pinto, 1997).
Содержание протеинов крови, участвующих в транспорте витамина А, ниже при недостаточности белка в рационе цыплят (B. Coskun, F. Ivan, 1998). Таким образом, скармливание повышенных норм протеина в значи-тельной мере способствует обеспеченности птицы витамином А. Протеин в рационе оказывает также влияние на мобилизацию вита-минов А и Е из печени. По данным А.В. Архипова, Н.Г. Григорьева, Л.В. Топоровой (1982), серусодержащие аминокислоты играют важную роль в предотвращении Е-авитаминоза у цыплят. Добавка к рациону, дефицитному по витамину Е, цистина в дозе 0,1-0,2% предотвращает появление у них Е-авитаминоза. Как сообщает И.А. Ионов (1997), недостаток незаменимой аминокис-лоты аргинина приводит к развитию примерно таких же признаков, которые наблюдаются и при недостатке витамина Е. У цыплят, полученных из яиц кур, которым скармливали рацион с низким уровнем витамина Е, развива-лись признаки миодистрофии, которые устранялись добавлением аргинина до физиологических норм.
Разделение жидкой и твердой фаз гидролизата
Недостатки этой технологии состоят в том, что в качестве исходного материала используют только мочу самца, процесс изготовления препарата длительный, отмечаются большие потери препарата во время обезвожива-ния.
H. Schrеmmer с соавт. (1975) готовили препарат натуральных половых феромонов следующим образом. Смешивали 1000 мл мочи хряка с 200 мл спермы. Смесь инкубировали в течение 24 ч при температуре 25-30С, за-тем нагревали в водяной бане до 60С в течение 60 мин. В раствор прилива-ли 1,2 г нипагина и содержали в закрытой емкости еще сутки. После этого смесь нагревали в водяной бане до 80С в течение 30 мин, охлаждали, фильтровали через ватно-марлевый фильтр, и готовый препарат расфасовы-вали в стеклянные флаконы.
В последние годы необычайно возрос интерес к исследованиям в об-ласти белковых гормонов. Этот интерес связан с выявлением новых данных о роли эндокринных нарушений в различных патологических процессах и необходимостью более широкого применения гормональных препаратов. Аденогипофиз, как известно, вырабатывает гонадотропины - фолли-кулостимулирующий и лютеинизирующий гормоны. Они воздействуют на яичники, которые, в свою очередь, усиливают секрецию эстрогенов, андро-генов и других гормонов. По данным В.П. Радченкова, Е.В. Бутрова (1984), ФСГ и ЛГ индуцируют рост и дифференцировку фолликулов, обеспечивают созревание яйцеклеток, их овуляцию и образование желтых тел, тем самым регулируют половые циклы. Лютеинизирующий гормон синтезируется также плацентой (хорионический гонадотропин).
Для индуцирования репродуктивной функции самок широкое распро-странение получил препарат из сыворотки жеребых кобыл (СЖК), содер-жащий в своем составе ФСГ и ЛГ в различных соотношениях. Серии пре-парата также отличаются по относительному содержанию в них этих гор-монов (Л.К. Эрнст, Н.И. Сергеев, 1989). Для вызова суперовуляции у цен-ных племенных животных лучше использовать ФСГ. Коровы переносят его лучше, чем СЖК: даже после многократных обработок у них не нарушается в последующем воспроизводительная способность. Для суперовуляции у коров и телок применяют очищенные препараты ФСГ. Так, очищенный ги-пофизарный экстракт, содержащий ФСГ свиней, вызывает более надежную суперовуляцию у коров, чем СЖК.
По своей химической структуре и ФСГ и ЛГ являются сложными бел-ками – гликопротеидами, молекулярная масса которых составляет 26-33 тыс. дальтон. Для ФСГ – это 32600 ± 600, а для ЛГ – 26000 ± 450 дальтон (М.И. Плехан, 1975).
Основное действие ФСГ состоит в стимуляции роста фолликулов (Л.К. Эрнст, Н.И. Сергеев, 1989). Гормон как бы подготавливает структуру яичников к биосинтезу половых гормонов, стимулирует активность арома-тизирующих ферментов, которые осуществляют этап биосинтеза эстроге-нов из андрогенов. Оптимальная доза при суперовуляции в зависимости от схемы гормональной обработки составляет 32-50 мг.
Для количественного определения активности гонадотропина чаще пользуются реакцией матки инфантильных мышей. После инъекции гона-дотропина визуально по пятибалльной системе учитывают величину матки. За единицу активности (Ю.Д. Клинский, Е.Д. Башкеев, В.Е. Даровских, 1977) принимается то минимальное количество препарата, которое вызыва-ет увеличение матки в 3 балла у 50% испытуемых инфантильных мышей массой 6,5-8 г через 72 ч после однократной инъекции. Эта единица по сравнению с международной в 2-2,5 раза меньше и равна соответственно 500-600 ЕД.
Выделение и очистку белковых гормонов проводят методами, обще-принятыми в биохимии белков. Среди них такие, как осаждение солями и растворителями, противоточное распределение, фракционирование с помо-щью хроматографии, электрофорез на различных опорных средах, в том числе препаративный в полиакриламидном геле.
По способу, предложенному W.E. Braselton, W.N. Shan (1990), техно-логия получения ФСГ предусматривает проведение экстракции 40%-ным этанолом, осаждение метафосфорной кислотой, гель-фильтрацию на сефа-дексе G-100, хроматографию на карбоксиметил-сефадексе и электрофорез в полиакриламидном геле. Выход ФСГ по этой технологии составляет 26 мг из 1 кг свежей ткани гипофизов.
З. Д. Гильдман, В.И. Семенов, Е.Д. Башкеев (1987) изучали возмож-ность синхронизации эструса и овуляции у ремонтных свинок путём заме-ны нативной СЖК сухим очищенным плацентарным ФСГ, а ХГЧ – сухим плацентарным ЛГ или пироглутаминовой кислотой. Опыты показали, что ЛГ синхронизирует эструс, повышает оплодотворяемость и выход поросят. При замене ХГЧ на ПГК синхронизирующий эффект был высоким, однако оплодотворяемость и многоплодие не изменялись. Отмечено, что действие плацентарного ФСГ менее выражено, чем СЖК.
В нашей стране и за рубежом продолжают проводиться исследования по разработке новых способов получения препаратов, стимулирующих и синхронизирующих процессы размножения у животных. В последнее время в зоотехнической эндокринологии достигнуты оп-ределенные успехи по разработке новых методов стимуляции полноценной синхронной охоты и овуляции у животных, получены положительные ре-зультаты по применению СЖК, ХГ, гонадолиберина и других. Однако еще не определены оптимальные дозы этих препаратов, сроки и кратность их введения, механизм влияния на воспроизводительную функцию самок.
Таким образом, анализ литературы свидетельствует о том, что науч-ные разработки в выбранном нами направлении еще далеки от широкой практической реализации, и многие вопросы по этой проблеме требуют дальнейшего изучения.
Технология получения белковой кормовой добавки
Ежесуточный прирост активности АТФаз в эритроцитах цыплят опытной группы составил 0,075 нмоль Фнмг белка-1мин-1, тогда как в кон-троле – только 0,062. Начиная с возраста 40 сут и более разность между группами была достоверной (р 0,05). Рост активности АТФазы в гепато-цитах цыплят опытной группы происходил более интенсивно, чем в кон-трольной группе, хотя и несколько ниже по сравнению с данным показате-лем в эритроцитах.
Среднесуточное увеличение активности в опытной группе было 0,056 нмоль Фнмг белка-1мин-1, тогда как в контрольной – только 0,045. Уравнение, отражающее рост АТФазной активности клеток, по цыплятам опытной группы составило у = 0,056х + 6,89, по контрольной группе - у = 0,045х + 6,72, (у - активность АТФазы, х – возраст цыплят-бройлеров). Бо-лее высокую активность АТФазы в гепатоцитах цыплят опытной группы можно объяснить тем, что протеин кормовой добавки гидролизован, про-дукты гидролиза интенсивно всасываются в кишечнике, достигают печени и активизируют в ней метаболические процессы. При исследовании АТФазной активности в клетках почек цыплят опытной и контрольной групп была выявлена такая же закономерность из-менения активности фермента, как в печени, мышечной ткани и в эритро-цитах, однако с той лишь разницей, что здесь она была значительно выше. Несомненно, что высокая активность АТФазы отражает высокий уровень обменных процессов на мембранах нефроцитов.
Активность АТФазы в клетках почек имела прямую зависимость от возраста цыплят (r = 0,95±0,04). Уравнение регрессии для цыплят опытной группы было у = 0,108х + 7,03, контрольной - у = 0,098х + 7,49. С 40-суточного возраста различия АТФазной активности в опытной и контроль-ной группах были достоверными (р 0,05).
Уровень АТФазной активности скелетных мышц и мышц миокарда немного уступал активности почек и печени. В процессе выращивания бройлеров он, так же, как и по другим тканям, повышался, оставаясь по сравнению с ними несколько сниженным. Уравнения регрессии АТФазной активности в скелетных мышцах опытной и контрольной групп практиче-ски не различались (у = 0,048х + 7,44). Различие по АТФазной активности скелетных мышц между цыплятами, получавшими протеиновую кормовую добавку и не получавшими ее, были статистически недостоверными (р 0,05). Аналогичные данные были получены при изучении АТФазной ак-тивности сердечной мышцы. Она была несколько ниже, чем в печени, почках и эритроцитах, и в значительной степени зависела от возраста пти-цы. Влияние протеиновой кормовой добавки на активность АТФазы сер-дечной мышцы было несколько меньше. Определение АТФазной активности показало, что она неодинакова в различных тканях. Изученные нами объекты по убыванию активности можно расположить в следующий ряд: почки, печень, эритроциты, скелет-ные и сердечные мышцы. В процессе выращивания цыплят (с возрастом) активность АТФазы возрастает. Наибольшие изменения в этом отношении отмечены в почках, далее следует печень и эритроциты и в меньшей сте-пени такие сдвиги наблюдались в мышцах. Проведенные исследования также показали, что АТФазная актив-ность во всех изученных объектах находится в зависимости от состава ра-циона – при включении протеиновой кормовой добавки ее активность по-вышается в эритроцитах на 12, в печени - на 7, в почках - на 9%. Наиболее выраженное различие отмечалось с сорокасуточного возраста.
Известно, что полноценное протеиновое питание цыплят обеспечи-вает не только нормальный обмен белков, энергии и минеральных ве-ществ, но и оказывает существенное влияние на обмен витаминов в орга-низме. Основным органом, выполняющим функцию депо витаминов, явля-ется печень. Влияние протеиновой кормовой добавки на обмен витаминов изучали путем определения их количества в печени у цыплят в возрасте 1, 10, 30 и 60 сут.
Содержание витамина А в печени опытных цыплят, получавших протеиновую кормовую добавку, и контрольных, корм которых содержал эквивалентное количество мясокостной муки, в значительной степени за-висело от возраста цыплят. Коэффициент корреляции в опытной группе составил 0,99±0,01, в контрольной - 097±0,02.
Высокие значения коэффициентов корреляции свидетельствуют о линейной связи между возрастом цыплят и количеством витамина А в пе-чени (табл. 24).
