Содержание к диссертации
Введение
1. Обзор литературы 9
1.1. Афлатоксины и рекламентация допустимого уровня в кормах и продуктах питания 9
1.2. Способы обеззараживания сырья и комбикормов от микроорганизмов и их токсинов 22
1.3. Продуктивность и особенности обмена веществ у сельскохозяйственных животных при попадании афлатоксина В в организм 28
1.4. Методы повышения продуктивности и качества продукции сельскохозяйственных животных при афлатоксикозе 33
2. Материал и методы исследований 41
3. Результаты собственных исследований 50
3.1. Технология обработки зерна ячменя, зараженного Aspergillus flavus и контаминированного афлатоксином В 50
3.1.1. Эффективность применения ИК-обработки ячменя при сушке 50
3.1.2. Развитие плесневых грибов и накопление микотоксинов при длительном хранении зерна ячменя с полевой микрофлорой и стерильной 57
3.1.3. Развитие микрофлоры и содержание их микотоксинов в зерне различной влажности без термообработки и подвергнутой ИК-облучению 63
3.1.4. Применение препарата токси-нил для ингибирования роста плесневых грибков и связывания микотоксинов 73
3.1.5. Эффективность ИК-обработки зерна ячменя, зараженного Aspergillus flavus и контаминированного афлатоксином Bi 76
3.2. Кормление подопытных коров 81
3.3. Молочная продуктивность и качество молока 87
3.3.1. Молочная продуктивность коров и оплата корма продукцией 87
3.3.2. Коэффициенты постоянства лактации и молочности подопытных коров 91
3.3.3. Физико-химические свойства молока коров 95
3.3.4. Технологические свойства молока подопытных коров 106
3.4. Воспроизводительные качества коров 111
3.5. Морфологические и биохимические показатели крови коров 118
3.6. Переваримость и использование питательных веществ рациона 122
3.7. Производственная апробация результатов исследований 125
3.8. Экономическая оценка результатов исследований 126
Выводы 128
Предложения производству 130
Список использованной литературы 132
Приложения 151
- Афлатоксины и рекламентация допустимого уровня в кормах и продуктах питания
- Методы повышения продуктивности и качества продукции сельскохозяйственных животных при афлатоксикозе
- Эффективность применения ИК-обработки ячменя при сушке
- Молочная продуктивность коров и оплата корма продукцией
Афлатоксины и рекламентация допустимого уровня в кормах и продуктах питания
Среди микотоксинов, вторичных метаболитов микроскопических грибков, своими токсическими, канцерогенными, мутагенными и тератогенными свойствами выделяются афлатоксины, продуцируемые микроскопическими грибками Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus (В.Г. Рядчиков и др., 1998). Наиболее широко распространен афлатоксин В[, обладающий высокими токсическими свойствами. Афлатоксины В2, G\ и G2 менее токсичны, встречаются реже и в меньших концентрациях. При попадании афлатоксина В і в рацион молочных коров с молоком может экстрагироваться афлатоксин Мі (метаболит афлатоксина Bj, Л.И. Тетерева и др., 1995). Поэтому важно бороться с источником заражения кормов микроскопическими грибками, ведь сложность хранения кормов, особенно зернового сырья, заключается в том, что получить их чистыми от микроорганизмов и бактерий невозможно (В. Ли, 2003).
Для обеззараживания зернового сырья применяются три способа обработки: 1) химический (обработка органическими кислотами, разбавленными растворами щелочей и другими консервантами и сорбентами); 2) механический (сушка, измельчение, гранулирование, жарка, экструдирование и т.д.); 3) физический (СВЧ-обработка, ультрафиолетовое и инфракрасное облучение, И.П. Спичкин, 1983). Однако устойчивость большинства афлатоксинов в условиях технологической и кулинарной обработки сырья создает реальные предпосылки для попадания афлатоксинов в рацион (Л.И. Тетерева и др., 1995).
По свидетельству Д.Давтяна (2003), отсутствие плесеней не гарантирует доброкачественность кормов, так как токсин может существовать длительное время после того, как плесень погибнет. В этом случае, по мнению автора, применим один из наиболее изученных и эффективных методов снижения вреда от микотоксинов - введение в рацион адсорбента, который связывает микотоксины в желудочно-кишечном тракте животного в прочный комплекс, проходящий по пищеварительной системе и выводимый с экскрементами.
Основываясь на вышеизложенном, эффективности снижения риска афлатоксикоза у людей, путем отравления афлотоксином Mi через молочные продукты, можно добиться при решении двуединой задачи: во-первых, сдерживанием опасности заражения зерновых культур грибками Aspergillus flavus и Aspergillus parasiticus путем совершенствования технологии хранения и обработки сырья; во-вторых, связыванием афлатоксина В і в желудочно-кишечном тракте лактирующих коров за счет сорбентов, вводимых в их рационы.
Исходя из этого, прогрессивным технологическим решением актуальнейшей проблемы профилактики алиментарного афлатоксикоза у лактирующих коров является совместное применение инфракрасного облучения для ингибирования роста и размножения нитевидных грибков рода Aspergillus при хранении фуражного зернового сырья и сорбента токси-нил, производимого компанией «Нутри-ад» (Бельгия) в качестве кормовой добавки для связывания токсинов.
Цель и задачи исследований. Цель исследований состояла в изучении молочной продуктивности, физико-химических и технологических свойств молока коров в условиях детоксикации афлатоксина В і в рационе и его метаболита афлатоксина Мі в молочной продукции путем разработки способа инфракрасной (ИК) обработки контаминированного микотоксином зерна ячменя для уничтожения продуцента грибка Aspergillus flavus с последующим обогащением зерносмеси препаратом токси-нил, обладающим адсорбирующими свойствами.
В задачи исследований входило: - установить оптимальные технологические параметры инфракрасной обработки зерна ячменя различной влажности, зараженного микрогрибками; - провести сравнительную оценку развития микрофлоры и накопления афлатоксина В і в процессе хранения зерна различной влажности без обработки и при инфракрасном облучении, а также при добавках препарата токси-нил; изучить молочную продуктивность, физико-химические и технологические свойства молока коров в условиях детоксикации афлатоксинов В і в кормах и Мі в молоке; - определить влияние разного уровня афлатоксина В і в кормах на состояние промежуточного обмена, переваримость и использование питательных веществ рациона; - охарактеризовать воспроизводительные качества подопытных коров; - рассчитать экономическую эффективность переработки молока с разным уровнем афлатоксина Мі на сыр. Научная новизна исследований состоит в том, что впервые научно обоснована возможность повышения физико-химических и технологических свойств молока при периодическом введении в зерносмесь коров зерна ячменя, контаминированного афлатоксином В і путем применения РЖ-облучения сырья с последующим обогащением концентратов препаратом токси-нил. Получены новые данные, свидетельствующие о том, что применение ИК- облучения эффективно при хранении зерна ячменя различной влажности, так как происходит его стерилизация от плесневых грибков, но из-за термолабильности уровень детоксикации афлатоксина В і незначителен. Поэтому вторым этапом элиминации афлатоксина М\ в молоке является связывание в пищеварительной системе оставшегося в зерносмеси афлатоксина В і путем обогащения рациона коров сорбентом токси-нил. Эффективным технологическим приемом для получения экологически безопасных молочных продуктов оказалась переработка молока, содержащего афлатоксин Мь на сыр. Практическая значимость работы заключается в том, что разработана технология ингибирования роста Aspergillus flavus и других плесневых грибков в фуражном зерне при хранении путем инфракрасной обработки, а также способ связывания остающегося в зерносмеси их метаболита афлатоксина В і в зерне в процессе хранения и в пищеварительной системе животных за счет добавок препарата токси-нил. Для повышения экологических и пищевых качеств молочных продуктов и рентабельности отрасли рекомендуется молоко с различным уровнем афлатоксина Мі перерабатывать на сыр.
Методы повышения продуктивности и качества продукции сельскохозяйственных животных при афлатоксикозе
После того, как выяснилось, что микотоксины влияют на продуктивность и здоровье животных, было апробовано множество методов по профилактике, лечению и сокращению воздействия микотоксинов (Д. Давтян, 2003).
В случаях повышенного уровня микотоксинов, желательно разбавлять корм или, что предпочтительнее, полностью удалять, однако на практике это обычно невозможно (Д.Давтян, 2003; С. Das, H.N. Mishra, 2001).
По данным Г. Кошелевой (2002), для снижения токсического действия микотоксинов, в животноводстве используют различные кормовые добавки -сорбенты. Они прочно связывают в кишечнике токсины и таким образом выводят их из процесса пищеварения, не давая попасть им в кровь.
Установлена возможность применения природного сорбента — цеолита для удаления микотоксинов из жидких пищевых продуктов и сырья. Сорбционную способность можно увеличить модифицированием природной формы минерала щелочью, особенно натриевой формы пегасина (В.А. Помозова и др., 2001). Исследования, проведенные Ф.Г. Ахметовым и др. (2001), показали, что у крыс и кроликов, получавших БВД, цеолиты и бентонит, токсическое действие Т-2- токсина и афлатоксина В і было менее значительным, чем у контрольных животных. У них также было менее выраженно изменение содержания эритроцитов, лейкоцитов, гемоглобина, глюкозы и массы тела. R.J. Bonna et. al. (1991) изучали влияние гидротированных алюмосиликатов натрия и кальция, а также активированного угля на снижение токсичности афлатоксина В і, содержащегося в корме у норок. Установлено, что совместные добавки гидроалюмосиликатов и активированного угля в рацион способствовали повышению энергии роста животных и улучшению качества пушнины. Для ускорения распада и выведения из организма цыплят-бройлеров афлатоксина В і, попавшего с плесневыми грибками, Т.К. Кузнецова и др. (2001) предлагают применять цеолиты Шивыртуйского месторождения в количестве 3% от массы комбикорма. При этом цеолит мелкого помола смешивается с сухим комбикормом при его производстве или непосредственно перед скармливанием. К аналогичным выводам, на основании результатов собственных исследований, пришли Н. Oguz et. al. (2000), P. Vasan et. al. (1999) и др. Добавка к используемым кормам бентонитовой глины в дозе 0,3 кг на голову в сутки положительно сказалось на составе молока и продуктивности коров (А.А. Хлопин и др., 2001); S. Dragacci, J.M. Fremy, 1993). Включение активированного угля в рационы коров, содержащих афлатоксин В) в дозе 0,05 мг/кг, способствовало снижению афлатоксина Mj в 4-4,5 раза (C.W. Hesselltine, 1969). Древесный уголь в желудочно-кишечном тракте связывал до 56-62% афлатоксина В і, препятствуя его всасыванию и попаданию в кровь. При хроническом афлатоксикозе у подопытных коров в крови повышалось содержание кетоновых тел на 23%, а содержание гликогена снижалось на 33% (P.M. Scott, 1983; Т. Juszkiewiez et. al., 1993). N. Jrndal et. al. (1994) включали активированный уголь в рацион цыплят-бройлеров, контаминированный афлатоксином Bj. В связи с этим у цыплят опытной группы были более высокие среднесуточные приросты, в крови повышалось содержание гемоглобина, Р-глобулинов, Т- и Р-лимфоцитов, что свидетельствует о повышении защитных функций организма. A.M. Малыгина и др. (1995) отмечают, что препарат «полисорб» нашел применение при лечении вирусных гепатитов, острых кишечных инфекций, острых респираторных заболеваний, хронических тонзилитов, микотоксикозов, а также инактивирует и выводит из организма токсин, обладая бактериостатистическим действием. Пищеварительные волокна растительного происхождения положительно влияют на функцию желудочно-кишечного тракта животных, ускоряя кишечный транзит и перистальтику за счет водосвязывающеи способности, очищают организм в результате сорбции желчных кислот, различных токсинов и продуктов нарушенного метаболизма (Г. Кошелева, 2002). По данным М. Шкриньяра и др. (1995), применение в рационах лактирующих коров, содержащих афлатоксин Bi, лигнина вызывало повышение % жира и белка на 0,22 и 0,23% и снижение афлатоксина М\ в 3 раза. В крови животных повышалось содержание сахара и сывороточных белков. О положительном влиянии на снижение выделяемого с молоком афлатоксина Мі у коров, потреблявших рацион контаминированный афлатоксином Bi зерном кукурузы, свидетельствуют исследования S.Mor, K.Singh (2001) и Д. Давтян (2003). При этом в молоке повышалось содержание жира и возрастал выход сливочного масла. Одним из перспективных направлений, по снижению негативного действия афлатоксина В і на продуктивность, качество продукции и обмен веществ у животных, является применение кормовых биологически активных добавок.
Недостаток аминокислот в рационах усиливает токсическое действие микотоксинов (Н.Г. Зелкова и др., 1999; В.Г. Рядчиков и О.А. Полежаева, 1999).
В.Г. Рядчиков и др. (2001) изучали токсическое действие включения в рационы белых крыс и цыплят - бройлеров 25% по массе пшеницы, искусственно зараженной микроскопическими грибками Aspergillus flavus и parasiticus. Было установлено, что балансирование рационов смесью отдельных аминокислот существенно снижает отрицательное действие микроскопических грибов относительно рационов, сбалансированных по протеину кислот (сои, сухого молока, рыбной муки). При несбалансированности по аминокислотам рационов с плесенью, отмечалось снижение в крови эритроцитов и лейкоцитов, а также Т-клеточный дефицит по Т-лимфоцитам.
Оценка эффективности добавления в рацион N-ацетилцистеина, в целях снижения токсичности афлатоксина Bj для цыплят-бройлеров, показала, что у них возрастали приросты массы тела, в мясе повышалось содержание белка с одновременным снижением в нем микотоксина. Кроме того, повышались пищевые качества мяса за счет улучшения аминокислотного состава (A.G. Valdivia et. al, 2001).
Эффективность применения ИК-обработки ячменя при сушке
Для проведения исследований использовали зерно ячменя, свежеубранного на полях НПО «Сигма» Правобережного района РСО-Алания во второй половине июля 2000 г. Уборка проходила при идеальных погодных условиях.
При поступлении в зернохранилище свежеубранное зерно имело влажность 18%. Однако, по Л.А. Гафнеру и др. (1979), продовольственное, кормовое и семенное зерно ячменя, предназначенное для хранения свыше одного года, должно быть просушено не ниже 13-14%.
В ходе наших исследований для снижения влажности до 14%, через 2 сутки после уборки применяли аэрожелоба для вентилирования и перемешивания зерна. Зерно делили на две партии: 1 партия, которая пропускалась через аэрожелоб для снижения влажности зерна до 14%; а 2 партия (17 т), пройдя через аэрожлоба, попадала через разгрузочный патрубок с задвижкой на ленточный транспортер шириной 0,60 м, над которым размещался инфракрасный облучатель марки ИКГТ - 220-1000. Расчетные параметры обработки составили: расстояние от поверхности нагреваемого зерна 15 см; время экспозиции - 25 сек; длина волны - 1,8-2,4 мк; температура поверхности ламп - 270-280С.
Определенный уровень обезвоживания зерна в процессе сушки и РЖ-обработки не мог не сказаться на показателях химического состава сравниваемых образцов (табл. 8). Содержание воды после высушивания в зерне сократилось на 3,96-4,51%. В партии зерна, против продукта первоначальной влажности, произошло повышение сырого протеина на 1,03-1,10%, жира — на 0,16-0,17%; клетчатки - на 0,57-0,59%; БЭВ - на 1,90-2,34% и золы - на 0,30-0,31%. Как показали результаты исследований, применение ИК-обработки в процессе высушивания способствовало дополнительному снижению влажности зерна на 0,55%. Поэтому представлял интерес изучения изменений в структуре абсолютно сухого вещества анализируемых образцов зерна (табл. 9). Установлено, что при размещении над ленточным транспортером ИК-облучателя, сопровождаемое указанным снижением влажности на 0,55%, структура сухого вещества этой партии зерна была практически идентична структуре сухого вещества зерна, высушенного аэрожелобным способом без РІК - обработки. Это свидетельствует о том, что применение ИК- облучения в ходе сушки зерна способствует повышению сухого вещества зерна без изменения его структурного состава. Относительно зерна первоначальной влажности, в образцах продукта, высушенного как без ИК-обработки, так и подвергнутой ИК-облучению, в структуре абсолютно-сухого вещества произошло увеличение сырого протеина — на 0,56%, жира — на 0,09-0,10%; клетчатки — на 0,50-0,51% и золы - на 0,25% с одновременным снижением содержания безазотистых экстрактивных веществ (БЭВ) — на 1,38-1,40%. Последнее мы склонны объяснять деструкцией крахмала при высушивании с образованием декстринов, что способствовало удалению образующейся при этом воды.
Изменения в количестве сухого вещества и его структуры, происходящие в процессе высушивания сказались и на морфологических показателях изучаемых образцов (табл. 10).
Как показали исследования, удаление излишней влаги способствовало изменению линейных размеров зерна ячменя. Причем, относительно зерна первоначальной влажности, в наибольшей мере сокращению подвергались также линейные параметры обработанного зерна: ширина на 8,0-8,3% и толщина - на 7,2-7,5%, в наименьшей степени - длина зерна (на 1,1%).
Следовательно, при использовании аэрожелобов для высушения зерна происходит удаление избыточной влаги с одновременным снижением ширины и толщины зерновки. Размещение РЖ-установки над ленточным транспортером при аэрожелобном способе сушки оказывает незначительное влияние на морфологические показатели зерна.
Известно, что одним из основных факторов, обуславливающих рост колоний плесневых грибов в зерне в процессе хранения, является уровень влажности. Поэтому провели стерилизацию зерна путем ИК-обработки с одновременным снижением влажности, изучив содержание микроскопических грибков и их токсинов в сравниваемых образцах (табл. 11).
Как следует из данной таблицы, свежеубранное зерно пшеницы отличалось очень низким уровнем обсемененности полевыми грибами (24КОЕ/г), структурно представленные грибами родов Penicillium - 25,0%; Mucor - 16,7%; Fusariura - 25,0% и Aspergillus — 33,3%. Но при этом колонии Aspergillus были представлены штаммами As. glaucus (4 КОЕ/г) и As. candidus (4 КОЕ/г), а продуценты афлатоксина Bi - As. flavus и As. parasiticum отсутствовали. Аэрожелобный способ высушивания зерна практически не отразился на составе полевых грибов, так как их число сократилось всего на 4 КОЕ/г. Наши исследования подтвердили известное положение о том, что тепловая сушка оказывает слабое стерилизующее действие на зерновую массу. Наблюдаемое после нее уменьшение численности микрофлоры (особенно плесневых грибов) обычно происходит вследствие выноса их спор с потоком агента сушки (Л.А. Трисвятский и др., 1991).
Молочная продуктивность коров и оплата корма продукцией
Энергетическая и питательная ценность рационов, а также санитарно-гигиеническая характеристика кормов оказывают весьма существенное влияние на физико-химические свойства молока коров (табл. 35 и приложения 2 и 3).
Установлено, что физико-химические свойства лучше выглядели у коров опытных групп. Так, плотность молока IV группы была выше, чем в контроле на 0,72А (Р 0,99), П - на 0,51 (Р 0,95), ІП - 0,29А, что близко к достоверной разнице (Р 0,95). Кислотность молока у коров всех групп была в пределах нормы и существенных различий между животными разных групп не было. О доброкачественности молока судят и по количеству сухого вещества, от которого зависит выход молочных продуктов.
Обращает на себя внимание содержание его в молоке коров IV группы, получавших обеззараженное зерно ячменя и препарат токси-нил в составе кормосмеси. Так, этот показатель в их молоке составил 12,96%, или оказался близким к верхней границе его, а по сравнению с контролем был на 0,75% выше (Р 0,95). Также несколько большим (на 0,33-0,26%) он был в молоке коров III и II групп, хотя разница оказалась недостоверной.
Аналогичная картина наблюдается и по содержанию сахара в молоке. В молоке животных IV группы концентрация лактазы была достаточно высокой и составила 5,0%, что больше, чем в молоке коров контрольной группы на 0,26% (Р 0,95), II - на 0,13% иШ-на 0,19% при недостоверной разнице (Р 0,95). Также несущественной разница по этому показателю была при сравнении молока коров III и II групп с контролем (на 0,07-0,13%).
По содержанию золы молоко коров разных групп было примерно одинаковым и соответствовал норме. Содержание сухого обезжиренного молочного остатка, определяемое расчетным путем, показало, что оно в молоке коров всех групп, кроме IV, было ниже нормы (8,7%, Р.Б. Давыдов, 1969) в контроле — на 0,26%, во П группе - на 0,20 и Ш - на 0,11%.
Зная, что энергетическая питательность 1 г молочного жира равна 38,9 Дж, белков и молочного сахара - по 17,5 Дж, рассчитали энергетическую питательность 1 кг молока по формуле Дж=[(38,90К)+17,5-(Б+Л)] 10. Этот показатель у коров контрольной группы составил 2753 Дж, П - 2815, Ш - 2837 и IV - 2941 Дж. По сравнению с контролем энергетическая питательность 1 кг молока у коров IV группы была выше на 188 Дж, III - на 84, II - на 62 Дж.
Согласно содержанию сухого вещества, мы рассчитали коэффициент биологической эффективности коров, так как этот показатель наиболее полно отражает молочную продуктивность животных с точки зрения пищевой ценности продукции тем более, что определение сухого вещества в молоке проводится проще, чем других компонентов.
Коэффициент биологической эффективности (БЭК) оказался высоким у животных всех групп, однако наибольшим был у коров IV группы, составляя 111,32. Между сверстницами I, II и III групп существенных различий не установлено (104,68-107,31). БЭК, показывая производство сухого вещества на 1 кг живой массы коровы, позволяет судить о большем выходе пищевой части молока у коров IV группы.
Учитывая то, что для характеристики качества молока важное значение имеет содержание в нем сухого вещества, мы распределили коров по классам (табл. 36) и на основе этого изобразили превосходство коров опытных групп над контролем графически (рис. 11).
Согласно данным таблицы 36, наибольшее кол inhere с ::::;;сг. z большим содержанием сухого вещества в молоке было среди животных IV группы. Так, 7 голов, или 70,0% от общего числа в группе имели в молоке 12,9 - 13,2% сухого вещества, в то время как таких животных в Ш группе было 2 головы, или 20,0%, во II - 1 голова, или 10,0%, а среди коров контрольной группы их не было вообще. В молоке животных контрольной группы в основном содержалось от 12,0 до 12,3% сухого вещества, так как 8 голов, или 80,0% коров соответствовали этому показателю.
Если, как принято, считать нормой 12,5% сухого вещества в молоке, то этому требованию удовлетворяли 80% коров IV группы, половина животных II и Ш групп и ни одной головы из контрольной группы.
Совместное введение в состав концентратов зерна ячменя, контаминированного афлатоксином В і, но стерильного по его продуценту, и сорбирующего препаратом токси-нил обеспечил наиболее высокий уровень жира, белка, молочного сахара и сухого вещества в молоке. Улучшение же синтеза молочного жира, белка и сахара в молочной железе коров IV группы позволило им также достоверно превзойти контроль по плотности молока и насыщенности сухим веществом.
Известно, что многие токсиканты, попадающие в организм коров с кормами и питьевой водой оказывают существенное влияние, в первую очередь, на содержание жира и белка в молоке, что подтверждается данными, приведенными в таблице 37 и 38.
