Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литератературы 10
1.1. Технология промышленной инкубации яиц и хозяйственно-биологические особенности птицы при воздействии на них низкоинтенсивным лазерным облучением 10
1.2. Использование световой энергии и энергии лазера в птицеводстве 19
Глава 2. Материал и методика исследований 28
2.1. Место и условия проведения опытов 28
2.2. Используемые в опыте лазерные аппараты, и механизм их сочетанного действия с постоянным магнитным полем 30
2.3. Схема проведения исследований и методика анализа физиологических и биохимических показателей 34
Глава 3. Результаты собственных исследований воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения на инкубационный процесс 42
3.1. Выводимость цыплят при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения при разном времени экспозиции 42
3.2. Выводимость цыплят при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения разной частоты следования импульса
Глава 4. Закономерности роста и особенности метаболизма цыплят-бройлеров в результате воздействия на них низкоинтенсивным лазерным излучением 54
4.1. Характеристика роста цыплят-бройлеров в зависимости от времени экспозиции лазерного излучения 54
4.2. Воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения на развитие и формирование мясных качеств цыплят-бройлеров
4.3. Биохимические исследования некоторых аспектов метаболизма цыплят-бройлеров при лазерном воздействии 62
Глава 5. Воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения на процесс инкубации перепелов расчет экономической эффективности использования лазера при биостимуляции яиц для инкубации 84
выводы 87
предложения 88
Список источников литературы
- Использование световой энергии и энергии лазера в птицеводстве
- Используемые в опыте лазерные аппараты, и механизм их сочетанного действия с постоянным магнитным полем
- Выводимость цыплят при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения разной частоты следования импульса
- Воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения на развитие и формирование мясных качеств цыплят-бройлеров
Использование световой энергии и энергии лазера в птицеводстве
В настоящее время низкоинтенсивные лазеры нашли широкое применение в медико-биологических исследованиях (Михайлов, 1985; Приезжев, 1989; Кашуба с соавт., 1992; Алиханов с соавт., 1992; Бриль с соавт., 1992; Малов с соавт, 1992; Евстигнеев с соавт., 1994; Голенкович с соавт., 1995; Эндебера, 1996; Каплан с соавт., 1997; Чернова., 1992), при лечении животных (Иноземцев с соавт., 1997, №4-5; Балковой с соавт., 1998; Кралова с соавт., 1998; Кленов с соавт., 1998; Чернова с соавт., 1998; Стравский, 2000; Сергиенко, Стики-на, 1999), при выведении радионуклидов из организма коров (Таратухин, 1999) и свиней (Зайцев, 2000), и молодняка крупного рогатого скота (Варданян, 2000) и др.
В последнее время в молочной продукции повышены содержание соматических клеток и микроорганизмов, механическая загрязненность, резко возрос уровень продуктов распада антибиотиков, сульфаниламидов, нитрофуранов и других препаратов, применяемых для лечения животных (Иноземцев, 1997). Поэтому внедрение лазеров необходимо также для получения экологически чистых продуктов животноводства (прежде всего молока и мяса).
Внедрению лазеров способствуют уникальные свойства действия лазерных лучей на живой организм: 1. Лазерное излучение оказывает активное влияние на регенеративно-восстановительные процессы в эпителиальной, костной, нервной системе и на другие ткани при местном воздействии, повышает энергетический обмен, усиливает микроциркуляцию клеток, вызывая противовоспалительный эффект. Лазерное излучение обладает стимулирующим действием на кроветворные органы и гонадотропным эффектом. 2. Под воздействием лазерной терапии улучшаются иммунный статус и общее состояние организма, повышаются адаптационная корректирующая и компенсаторная возможности органов, тканей и всего организма в целом, 3. Лазерное излучение прежде всего видимого и ближнего инфракрасного диапазонов обладает фотоактивирующим и нормализующим действием на активность важнейших ферментов метаболизма, биосинтеза белков, ДНК и РЫК. 4. Благодаря обезболивающему эффекту, миотическому действию лазерное излучение стимулирует деятельность матки, молочной железы, что улучшает процесс молокотдачи у лактирующих коров. 5. Постоянное магнитное поле (аппарат «Милта») усиливает метаболизм в тканях организма и скорость протекания многих биохимических реакций, а также увеличивает электрическую проницаемость биологических барьеров, что способствует проникновению лазерного и инфракрасного излучений внутрь тканей. 6. При воздействии лазерным излучением на биологически активные точки улучшается кровоток, возрастает число тучных клеток, увеличивается содержание биологически активных веществ, повышается количество кислорода в крови. Это вызывает ускорение электролитических процессов и усиление энергопотенциала в точках акупунктуры и в организме животных. 7. Применение лазерного аппарата обеспечивает безмедикаментозное, высокоэффективное, безболезненное лечение с выраженным анальгезирующим действием и дает возможность получить экологически чистые продукты животноводства. Лечебное воздействие зависит как от параметров лазерного излучения (длина волны излучения, плотность, мощность, экспозиция, режим излучения - непрерывный или импульсный), так и от методов лазерной терапии, которые нарабатываются в результате кропотливой экспериментально-клинической работы на большом числе биологического материала.
Многочисленными исследованиями отечественных и зарубежных авторов доказаны преимущества разрезов, проведенных с помощью лазера, по сравнению с разрезом обычным или электроскальпелем. Они выражаются в минимальной травматизации тканей и кровопотере, поскольку рассекая кровеносные сосуды, лазерный скальпель тут же «сваривает» их концы (Иноземцев, 1997).
Первоначально полагали, что излучение обладает преимущественно тепловым эффектом (Е. Klein ,S. Fine, 1964, 1965; Laor et al., 1965; C.R. Cain et al., 1974). Однако вскоре было замечено, что лазерное излучение обладает также нетепловыми, стимулирующими эффектами (T.V. Tomberg, 1963, 1964; J.M. Igelman et al., 1965; E. Klein, S. Fine et al., 1964, 1965; P.A. Gregus, 1977).
Широкое применение получило низкоинтенсивное излучение гелий-неоновых лазеров длиной волны 632,8 нм в физиотерапевтических целях, а также полупроводниковые лазеры «Узор 2К», «Узор 2К-Матрица», «Улей 2К», «Улей 2К-Матрица», «Урат 01», «Урожай», СТП-3, СТП-24 и другие с длиной волны 0,89 мкм.
Однако механизм действия низкоэнергетического ЛИ (лазерного излучения) изучен недостаточно (Малов с соавт., 1992).
Ряд исследователей полагают (Кару, 1985; Девятков с соавт., 1987; Гамалея, 1996; Козлов, 1997), что несмотря на существование особых физических свойств ЛИ в основе ответной реакции биосистем на лазерное облучение лежат обычные фотобиологические процессы. При этом фотоактивацию в сложном биологическом объекте представляют в виде многоступенчатого процесса, который включает в себя следующие стадии: поглощение кванта света, передачу и усиление фотосигнала путем образования в тканях фотосенсибилизированных продуктов или переноса энергии на мембранных компонентах клеток, образование в тканях физиологически активных соединений, включение нейрогуморальных реакций, что обусловливает в итоге конечный фотобиологический эффект.
Используемые в опыте лазерные аппараты, и механизм их сочетанного действия с постоянным магнитным полем
Воздействие НИЛИ осуществлялось при помощи аппарата СТП - 24 , работающего в диапазоне волны от 0,87 до 0,97 мкм, с площадью облучения поверхности 2000 3000 см . Мощность при облучении составила 1 Вт, при постоянной частоте облучения. Импульсная воздействующая мощность излучения определялась по М.Т. Александрову (1999). Свеже снесенные яйца перепелов подвергали рассеянному воздействию НИЛИ с расстояния 35 см. Инкубация цыплят осуществлялась в инкубаторе ИУП-Ф-45 в течение 16 суток при соответствующем режиме инкубирования (37,5С при относительной влажности воздуха 60 - 70 %).
Опыты проводились по представленной схеме (рисунок 4). В каждой серии опытов проводили биологический контроль за режимом инкубации на 12 сутки куриных яиц и на 7-8 сутки перепелиных яиц.
На 21 сутки инкубирования куриных яиц и на 16 сутки перепелиных, при выводе, проводили подсчет количества замерших цыплят, задохликов и слабых цыплят, подсчитывали процент выводимости яиц и вывода цыплят. С целью выявления биологической эффективности низкоинтенсивного лазерного излучения и его воздействия на межуточный обмен проводился контрольный убой птиц и отбор проб для определения в плазме крови: концентрации свободных аминокислот, активности аминотрансфераз, содержания мочевой кислоты, содержания общего белка.
В пробах печени определяли активность аминотрансфераз, содержание общего белка, концентрацию свободных аминокислот.
В пробах мышечной ткани осуществлялось определение аминокислотного состава, содержание сухого вещества, содержание общего белка, белковых фракций, проведена комиссионная органолептическая оценка качества мяса. Рассчитывался убойный выход и содержание абдоминального жира в туше. Аминокислотный состав мышц определяли следующим образом: во время убоя цыплят отбирали пробы грудной мышцы для анализа. На аминокислотный анализ взвешивали 0,5 г грудной мышцы в ампуле, замешивали образец 30 мл 6н НС1, ампулы запаивали и гидролизовали в сушильном шкафу при температуре 120С в течении 24 часов. После остывания гидролизат из ампул переносили в выпаривательные чашки (ампулы предварительно хорошо промываются дистиллированной водой), которые помещали в кипящую водяную баню, где выдерживали до полного испарения кислоты. Затем остаток (аминокислоты) тщательно смывали цитратным буфером и определяли аминокислоты на аминокислотном анализаторе чехословацкого производства марки ААА-М-339.
Концентрацию мочевой кислоты определяли в безбелковом центрифугате, который получали путем осаждения белков серной кислотой с вольфраматом натрия. К 2 мл плазмы крови добавляли 16 мл 1/12 н серной кислоты, хорошо перемешивали и добавляли 2 мл 10% раствора вольфрамата натрия. После тщательного перемешивания центрифугировали 15 минут при 3000 оборотов в минуту. К 5 мл надосадочной жидкости прибавляли 2,5 мл фосфорно-вольфраматовой кислоты, хорошо перемешивали и спектрофотометрировали при 660 mu. Контролем служил стандартный раствор, содержащий в 1 мл 5 мкг мочевой кислоты, который приготавливали следующим образом: в однолитровую мерную колбу помещали 1 г мочевой кислоты, добавляли 150 мл 0,4% горячего раствора карбоната натрия, встряхивали и охлаждали при комнатной температуре. Затем добавляли 20 мл 40% формальдегида. 500 мл воды, 25 мл 1н серной кислоты, встряхивали и доводили до метки дистиллированной водой. Из этого раствора готовили рабочий раствор, для чего в 200-мл мерную колбу вносили один мл раствора из литровой колбы и доводили до метки раствором насыщенной бензойной кислоты (Y.F. Yrossman, 1961).
Фракционирование синтезированных из мышечных аминокислот белков скелетных мышцах животных в условиях in vivo на саркоплазматические миофибриллярные и белки стромы проводили по методу, описанному ниже (Янович В.Г. 1988).
Кусочки мышц освобождали от жира, фасций и сосудов. 1 г измельченной мышечной ткани гомогенизировали в 10 мл фосфатного буфера (0,0246 моль Na2HP04 х 2 Н20 + 00054 моль КН2Р04, рН - 7,4 ионная сила 0,1) на льду, экстракцию проводили в холодильнике 2 раза по 3 часа и один раз и течение 1 часа с 10-кратным объемом буфера при периодическом перемешивании гомогената, а затем центрифугировали 20-30 минут при 3000 об./мин. Над осадочную жидкость, содержащую саркоплазматические белки, объединяли.
Миофибриллярные белки из осадков гомогената мышечной ткани в центрифужной пробирке экстрагировали 1 раз 10 мл раствора Вебера (0,6 моль НС1, 0,04 моль NaHC03, 0,01 моль №2СОз) в течение 20 часов и 1 раз в течение 2 часов раствором Вебера с добавлением АТР в количестве 2 мг на 1 г мышечной ткани. Затем еще 1 раз проводили экстракцию миофибриллярных
белков в течение часа раствором Вебера. Экстракцию белков проводили в холодильнике при постоянном помешивании. Полученную после центрифугирования смесь при 10000 об./мин. надосадочную жидкость объединяли, и миофибриллярные белки осаживали раствором ТХУ. В оставшемся в центрифужной пробирке осадке остаются белки стромы.
Остальные биохимические показатели определяли по общепринятым методикам (Кальницкий, 1977).
Биометрическая обработка полученных результатов проведена согласно существующим рекомендациям (Е.К. Меркурьева, 1970; Н.А. Плохинский, 1969), с использованием микрокалькулятора "Электроника МК-71" и по алгоритмам, разработанным на основе общепринятых методик с применением ЭВМ ЕС-1035 КФ МГТУ им. Н.Э. Баумана.
Выводимость цыплят при воздействии низкоинтенсивного лазерного излучения разной частоты следования импульса
Следует отметить, что среди цыплят-бройлеров контрольной группы наблюдалась значительно большая индивидуальность содержания аминокислот в крови. По суммарной величине количество незаменимых аминокислот превышает суммарное значение заменимых аминокислот, причем суммарная величина аминокислот в крови была максимальной у цыплят 5 группы, они незначительно превышали контрольную группу по незаменимым аминокислотам. Цыплята-бройлеры всех остальных групп уступали по содержанию аминокислот в плазме крови цыплятам контрольной группы. Это, вероятно, связано с тем, что большая часть аминокислот задействована в синтезе белка, что подтверждается его максимальной концентрацией в плазме крови и повышенным содержанием аминокислот в печени и мышцах. Поскольку известно, что незначительная часть общей совокупности аминокислот в организме находится в виде свободных аминокислот, а концентрация свободных незаменимых аминокислот ещё ниже, чем заменимых, следовательно, можно ожидать, что содержание свободных аминокислот в тканях может изменяться, в зависимости от поступления аминокислот корма или от скорости их использования для синтеза белка. То положение, что концентрация общего белка в плазме крови у цыплят опытных групп больше, а содержание свободных аминокислот меньше, чем в контрольной группе, ещё раз свидетельствует о том, что метаболические процессы в организме опытных цыплят проходят с большей интенсивностью, толчком которой является лазерная биостимуляция. В данном случае можно говорить о наложении эффекта лазерного воздействия, поскольку цыплята 1 группы, при оптимальном времени экспозиции в 1 минуту подверглись воздействию лазера и были получены из яиц, подвергнутых лазерному воздействию с оптимальным временем экспозиции также в 1 минуту имели минимальную концентрацию аминокислот в плазме крови которые оказались использованы для синтеза белка.
Наряду с аминокислотным составом крови, интересно было проследить за содержанием сухого вещества, белка и белковых фракций и аминокислотным составом в грудной мышце (табл. 13), так как мясо птицы состоит из белков, ряда азотистых и безазотистых соединений, углеводов, жиров, витаминов, ферментов, минеральных веществ и воды. Оно по своим питательным и вкусовым достоинствам и диетическим свойствам выгодно отличается от мяса других видов животных. В нём содержится в среднем 21% общего белка, а количество полноценного белка достигает 19% (Сметнев СИ., 1970).
По количеству сухого вещества в грудной мышце лидирующее место занимают цыплята 1 группы. Они на 0,6% имеют больше сухого вещества в грудной клетке, чем цыплята контрольной группы, при Р 0,95. Однако по содержанию общего белка достоверных различий в опытных и контрольных группах не наблюдалось. Мясо грудной мышцы отличается большой биологической ценностью, в нём выше соотношение между полноценными и неполноценными белками. К полноценным белкам относят саркоплазматические и миофибриллярные белки, по которым существенных различий между опытными и контрольной группой не обнаружено, по содержанию стромальных белков цыплята 1, 2 и 3 групп достоверно превосходили цыплят контрольной группы. На основании имеющихся данных, количества полноценных и неполноценных белков нами рассчитан качественный показатель белков - это отношение суммы саркоплазматических и миофибриллярных белков к стромальным. По качественным показателям белков цыплята 4 и 5 группы достоверно превосходили цыплят контрольной группы. Таким образом, при забое цыплят качественный показатель белков в грудной мышце был выше у цыплят-бройлеров, подвергавшихся лазерному воздействию в суточном
Показатели Цыплята, подвергавшиесялазерному воздействию, иполученные из облученныхяиц Цыплята, неподвергавшиесявоздействиюлазера, но полученныеиз облученных яиц Цыплята, подвергнутыелазерномувоздействию,полученные изнеоблученных яиц Контроль группа 4 группа 2 группа 3 группа 5 группа 6 группа
Отмечено, что в грудных мышцах птицы больше содержится аминокислот, чем в красном мясе, особенно цистина. Однако в нашем опыте, при рассмотрении количественных показателей в разрезе аминокислот строгой закономерности и достоверных различий выявить не удалось (табл. 14). Следует отметить высокое содержание глутаминовой кислоты. Количество которой практически в четыре раза превышает содержание серина. Максимальное количество её было во 2 и 4 опытной группе. Из незаменимых аминокислот более высокое содержание лейцина и лизина во всех группах, а у цыплят 1, 3 и 4 группы содержание лейцина было выше, чему цыплят контрольной группы. Констатируя полученные факты, можно заключить, что по суммарному количеству аминокислот в грудной мышце цыплята опытных групп в основном уступали цыплятам контрольной группы за счет меньшего количества незаменимых аминокислот. Однако содержание заменимых аминокислот во 2 и 4 опытных группах в сравнении с контролем, было выше, хотя разница в обеих случаях недостоверна. Вместе с тем это указывает на то, что процесс формирования мышечной массы в большой степени осуществляется с привлечением свободных заменимых аминокислот. Незаменимых аминокислот в грудной мышце меньше, вероятно, в связи с тем, что их количество меньше и в плазме крови. Меньшее количество аминокислот в крови у цыплят опытных групп, по-видимому, можно объяснить тем, что большинство аминокислот в большем количестве поглощается печенью. А значительный тканевый синтез белка будет влиять на выведение свободных аминокислот из циркулирующей крови, что и подтверждается большей живой массой цыплят в опытных группах.
Воздействие низкоинтенсивного лазерного излучения на развитие и формирование мясных качеств цыплят-бройлеров
Исходя из опытных данных, было установлено, что цыплята 1 группы подвергнутые воздействию лазера при времени экспозиции в 1 минуту в суточном возрасте, и полученные из яиц, обработанных НИЛИ в этом же диапазоне, имели значительное превосходство по массе жира (табл. 10) в сравнении с контрольной группой, а также цыплята 2, 3 и 5 групп превосходили цыплят контрольной группы по данному показателю, то в связи с этим, было интересно провести анализ вкусовых качеств мяса цыплят - бройлеров разных групп. С этой целью была создана дегустационная комиссия в составе 6 человек, которая провела оценку вкусовых качеств мяса и бульона, приготовленных после забоя цыплят рассматриваемых групп. Анализ балльной оценки, выведеной дегустационной комиссией показал (табл. 17), что высший балл - 4,8 получило варенное мясо, полученное из образцов взятых от цыплят 5 группы, при всех параметрах оценки вкусовых качеств: аромата, вкуса, нежности и сочности. Также высокий балл оценки по мясу (4,4 и 4,1) имели цыплята 1 и 3 группы, соответственно. Таким образом, наивысший балл органолептической оценки качества мяса имели цыплята 1 и 5 групп. Следует отметить, что мясо, полученное от цыплят подвергнутых НИЛИ, по вкусовым качествам не уступает мясу полученному от цыплят контрольной группы, а превышает их качество (1, 3, 5 группы). Бульон оценивался по цвету, прозрачности, аромату, вкусу, : общей оценки и внешнему виду. Наивысший балл имел бульон полученный при варке мяса цыплят 5 группы. Однако бульон, полученный при варке образцов мяса цыплят 1 и 3 группы, был оценен более низким балом. Это, по всей видимости, связано с тем, что цыплята этих групп имели довольно значительное количество жира в сравнении с контролем, а жирный бульон получает более низкую оценку. В целом следует констатировать, что
Общий балл 6,8 6,4 6,6 6,7 7,8 6,8 прослеживается взаимосвязь органолептической оценки с показателями, характеризующими биохимические особенности формирующиеся в зависимости от биологической стимуляции и её времени экспозиции. Поскольку лучшим оказалось мясо от цыплят, подвергнутых лазерному воздействию, полученных как из обработанных яиц (1 группа), так и полученных из яиц, не подвергавшихся лазерной стимуляции (5 группа). При чем увеличение времени воздействия лазером на цыплят в суточном возрасте до 3 минут не способствует повышению органолептических свойств мяса.
Результаты исследований показали (табл. 18), что при инкубировании перепелов после воздействия НИЛИ при разной экспозиции вывод цыплят перепелов имел существенное различие. Так при времени экспозиции в 1 мин. вывод цыплят в опытной группе составил 76,7%, что на 12,3% больше чем в контрольной группе. Причем следует отметить, что нами не установлено влияние времени экспозиции на выводимость цыплят перепелов, так при увеличении времени экспозиции до 2 минут во второй опытной группе, вывод цыплят увеличился по сравнению с контролем на 9,3%, а при увеличении времени экспозиции до 3 минут это увеличение составило 11,9%. Однако следует отметить, что по мере увеличения времени экспозиции до 3 минут увеличилось число замерших цыплят. Так при времени экспозиции НИЛИ равной 1 минуте в опытной группе число замерших цыплят составило 5,8 %, а в III опытной группе оно уже было равно 10,6 %. Воздействие НИЛИ с разным временем экспозиции приводило к уменьшению количества задохликов в опытных группах. Особенно существенной оказалась разница в 3 опытной группе (4%) по сравнению с контрольной группой. Количество слабых цыплят также уменьшалось при увеличении времени экспозиции НИЛИ. В 1 опытной группе слабых цыплят было на 0,3% меньше чем в контрольной группе, во 2 опытной группе разница составила 1,1% в пользу опытной группы. В 3 опытной группе слабых цыплят было на 2,3% меньше чем в контрольной. По живой массе в суточном возрасте цыплята различались незначительно.
Таким образом, использование НИЛИ дает возможность повысить выводимость яиц и вывод цыплят перепелов во всех опытных группах по сравнению с контролем. Однако увеличение продолжительности воздействия
Время экспозиции(мин) Группа Количествонеоплодотворенныхяиц навыводе Замершие Задохлики Слабые Выводимоеть яиц Вывод цыплят Масса суточных цыплят, г штук % штук % штук % штук % штук % штук % 1 I опытная 51 13,5 22 5,8 7 1,8 8 2,1 327 88,6 290 76,7 8,16 I контрольная 81 21,4 34 8,9 14 3,7 9 2,4 297 80,8 240 63,5 8,15 2 II опытная 70 18,5 22 5,8 12 3,2 2 0,5 308 81,1 250 66,1 8,15 II контрольная 90 23,8 30 7,9 12 3,2 6 1,6 288 83,3 240 56,8 8,15 3 III опытная 50 13,2 40 10,6 2 0,5 1 0,3 326 87,4 285 75,4 8,17 III контрольная 88 23,3 48 12,7 17 4,5 10 2,6 290 74,1 215 63,5 8,14 НИЛИ от одной минуты до трех минут не способствует росту показателей выводимости яиц и вывода цыплят перепелов. По результатам биоконтроля в зависимости от времени экспозиции во всех опытных группах отмечается снижение замерших, задохликов и слабых цыплят, но эти показатели не улучшались при увеличении времени экспозиции. Таким образом, опытным путем установлено, что при использовании лазерного аппарата СТП-24 для стимуляции выводимости перепелов наибольший эффект наблюдается при времени экспозиции в одну минуту. Дальнейшее повышение времени экспозиции дает менее значительное увеличение показателей вывода при инкубации перепелов.
