Содержание к диссертации
Введение
1. Общая характеристика работы 4
2. Обзор литературы
2.1. Биологическая роль ферментов
2.2. Применение ферментов в животноводстве и ветеринарии
3. Материалы и методы исследований 36
4. Результаты исследований 41
4.1. Изучение токсикологических свойств полиферментно го препарата «НИСТ-асепт» 41
4.1.1. Определение параметров острой токсичности препарата «НИСТ-асепт» на белых мышах и крысах 41
4.1.2. Определение субхронической пероральной токсичности препарата «НИСТ-асепт» 44
4.1.3. Определение раздражающего действия на кожу и слизистые оболочки 46
4.1.4. Определение аллергизирующего действия 47
4.1.5. Изучение эмбриотоксических и тератогенных свойств препарата «НИСТ-асепт» 48
4.2. Изучение влияния скармливания обработанных препа
ратом «НИСТ-асепт» кормов на обменные процессы и
продуктивность свиней 51
4.2.1. Применение корма, обработанного препаратом «НИСТ-асепт» при откорме свиней 51
4.2.2. Результаты производственных испытаний ферментируемого препаратом «НИСТ-асепт» корма 66
4.2.3. Ветеринарно-санитарная оценка мяса свиней при скармливании им корма, обработанного полиферментным препаратом «НИСТ-асепт» 77
4.4. Изучение питательных веществ ржи, обработанной ферментным препаратом «НИСТ-асепт» 5. Обсуждение результатов 80
6. Выводы 91
7. Практические предложения 92
8. Список литературы
- Применение ферментов в животноводстве и ветеринарии
- Определение параметров острой токсичности препарата «НИСТ-асепт» на белых мышах и крысах
- Изучение эмбриотоксических и тератогенных свойств препарата «НИСТ-асепт»
- Ветеринарно-санитарная оценка мяса свиней при скармливании им корма, обработанного полиферментным препаратом «НИСТ-асепт»
Применение ферментов в животноводстве и ветеринарии
Итак, процесс пищеварения начинается уже в ротовой полости, где фермент амилаза начинает воздействовать на поступивщие с кормом углеводы. Продолжается превращение веществ в желудке: пепсин действует главным образом на пептидные связи, включающие аминогруппу любой ароматической аминокислоты, в протеинах и пептидах, он менее спецефичен по сравнению с другими пептидазами и может гидролизо-вать другие связи. Он расщепляет белок до пептидов, альбумоз, пептонов, и частично до аминокислот. Ренин действует на молочный белок -казеиноген, створаживает молоко и превращает его в казеин, а по своему действию ренин сходен с пепсином, с той лишь разницей, что встречается у молодняка жвачных животных.
В кишечнике продолжается гидролиз белков, подвергаются гидролизу углеводы и жиры под действием ферментов поджелудочного сока, желчи, кишечного сока. Трипсин и химотрипсин действуют на белки и полипептиды, расщепляя их до пептидов и аминокислот. Трипсин обладает специфичностью по отношению к пептидным связям, включающим карбоксильную группу аргинина и лизина, в то время как химотрипсин более активен в отношении гидролиза пептидных связей, включающих карбоксильную группу ароматических аминокислот.
Карбоксипептидаза и пептидазы поджелудочного и кишечного сока расщепляют пептиды до аминокислот. Однако, если карбоксипептидаза действует на полипептиды, отщепляя конечную аминокислоту, имеющую свободную а-карбоксильную группу, то аминопептидазы влияют на пептидные связи, примыкающие к аминогруппе простых пептидов, а дипептидазы - только на определенные дипептиды.
Амилаза поджлудочного и кишечного сока расщепляют крахмал и гликоген до декстрина и мальтозы. Глюкозидаза поджелудочного сока и кишечного сока гидролизуют мальтозу до глюкозы, фруктоуронидаза -сахарозу до фруктозы и глюкозы; галактозидаза - лактозу до глюкозы и галактозы.
Расщепление жиров на глицерин и жирные кислоты осуществляется ферментом липазой, не обладающей высокой специфичностью и действующей на достаточно широкий круг глицеридов. Карбонгидразы гидролизуют гликозидные связи между единицами простых Сахаров и весьма специфичны. Мальтаза, сахараза, лактаза и тригалаза также являются высокоспецифичными ферментами. (Шлыгин Г.К., 1961; Матросова Е.М., Соловьева А.В., 1974; Нечеткий А.В. с соавт., 1982; Хазипов Н.З., Аскарова А.Н., 1999). Определенной особенностью обладают жвачные животные, так как превращение веществ корма у них происходит главным образом под действием ферментов микроорганизмов, обитающих в преджелудках. Бактерии и простейшие преджелудков жвачных в отличие от других животных способны обеспечивать ферментацию целлюлозы, целлобиозы, пектина, крахмала, декстрина, сахара, превращение белков и других азотистых веществ корма, синтез бактериального белка, ферментацию ли-пидов (Синещеков А.Д., 1965; И.В.Петрухин, 1989; Лысов В.Ф., 1986).
У свиней, в отличие от жвачных, питательные вещества перевариваются и усваиваются преимущественно в кишечнике. Тонкий кишечник моногастричных животных представляет собой отдел желудочно-кишечного тракта, в котором происходит основное разрушение всех питательных веществ корма и всасывание элементов, лишенных видовой специфичности, с последующим их включением в метаболический процесс (Ткачев Е.З., 1981; Квасницкий А.В., 1951; Лысов В.Ф., 1986; Га-лочкинВ.А., 1990;).
В полость кишечника свиней, как и других животных, поступает желчь, поджелудочный и кишечный соки, резко меняющие рН химуса и обеспечивающие гидролиз питательных веществ при участии протеоли-тических, амилолитических и липолитических ферментов. Развитие пищеварительной системы в значительной мере определяет ускорение роста свиней. Существуют статистически высокодостоверные различия между свиньями с разной энергией роста по показателям массы и длины тонкого и толстого отделов кишечника. Главной особенностью развития пищеварительной системы поросят, обладающих высокой скоростью роста, является повышенная активность ферментов в их пищеварительных железах. С возрастом интенсивность сокоотделения в кишечнике увеличивается: растет активность мальтазы, сахаразы, гамма-амилазы. В течение седьмой-восьмой недель жизни поросят изменения в соотношениях между основными гидролизующими активностями заканчиваются, завершается процесс качественных перестроек ферментных систем тонкого отдела кишечника (Галочкин В.А., 1980, 1985, 1990; Петрухин И.В., 1976; Поливода Д.И., 1975; Рис П., Якобсен П., 1970; Ткачев Е.З., 1981).
Таким образом, в пищеварительном тракте животных имеются все необходимые ферменты, с помощью которых происходит химическое превращение основных компонентов корма, в результате чего они становятся доступными для всасывания. При нормальной функции пищеварения у животных нет необходимости в добавках пепсина, трипсина и других протеаз. Они эффективны только при кормлении молодняка в первые недели жизни или у животных с нарушением ферментативных функций желудочно-кишечного тракта, то есть только в качестве заместительной терапии (Могиленко А.Ф. с соавт., 1989; Кондрахин И.П. с соавт., 1988, 1990).
Однако в пищеварительном тракте моногастричных животных нет ферментов, которые бы расщепляли целлюлозу, лигнин, пектин фитин, и многие другие сложные органические соединения. В то же время традиционное для России сырье для производства концентрированных кормов - пшеница, ячмень, овес, рожь, подсолнечный и рапсовый шроты, отруби - содержит от 10 до 35% от сухого вещества корма особые вещества, которые практически не перевариваются. Так, например, в пищеварительных секретах свиней отсутствуют ферменты для гидролиза некрахмалистых полисахаридов корма, в результате чего значительно снижается доступность и переваримость белка рационов. (Газдаров В.М., Ничи-пуренко Л.И., 1974; Боярский Л.Г.с соавт., 1985; Дюкарев В.В.с соавт., 1985; Петрухин И.В., 1989; Марков Ю., 2000; Абрафиков А.Р. с соавт., 2001). Решение данной проблемы, по мнению многих ученых, возможно при использовании в кормлении животных различных ферментных препаратов.
О необходимости применения ферментов при кормлении животных говорит тот факт, что около 1/3 органического вещества, поступающего с кормом, обычно не переваривается. Ферменты не являются стимуляторами, они лишь дополняют ферменты желудочно-кишечного тракта.
Примерно с середины шестидесятых годов у нас в стране были начаты работы по использованию в животноводстве некоторых ферментных препаратов, главным образом, гидролаз, содержащих амилолитиче-ские, протеилитические, пектинолитические, цитолитические и целлоло-золитические ферменты. Рекомендовано применять ферментные препараты комплексного действия, что позволяет снижать на 5-7% затраты кормов на 1 единицу получаемой продукции и повышать среднесуточный прирост на 4-7%.
Определение параметров острой токсичности препарата «НИСТ-асепт» на белых мышах и крысах
Бояринцев Л.Е. (2001) сообщает, что применение ферментного препарата БиоФидПлюс мясным цыплятам способствует увеличению у них массы тела на 4-8%, затраты кормов на единицу прироста при этом уменьшались на 5-10%. Включение данной ферментной добавки в комбикорма для кур-несушек способствовало повышению продуктивности на 3-5% и снижению затрат корма на 5-12%. Применение указанного средства в комбикормах для птиц с большим содержанием ячменя, способствует уменьшению вязкости содержимого пищеварительного тракта.
Аджигирова Е.В., Петрушенко Ю.Н. из Кубанского аграрного университета (2001) рекомендуют применять импортные ферменты Хоста-зим, БиоФитВит и Энерджекс, МЭК-СХ-2, целлобактерин при выращивании цыплят-бройлеров. Добавление к рационам, состоящим из кукурузы или пшеницы, а также шрота соевого, жмыха подсолнечного, рыбной муки и растительного жира указанных препаратов, как указывают исследователи, приводило к улучшению роста опытных цыплят, по сравнению с контролем (на 6 4-14 8%) а также повышает переваримость питательных веществ рациона (до 92 02%).
Как сообщают Егоров И., Супрунов Д. (2001) на крупнейших российских птицефабриках мясного и яичного направления подтверждена эффективность включения ферментов фирмы "ново Нордиск", таких как: БиоФидПлюс, БиоФедБета, БиоФидВит, Энерджекс, ФитазаНово в комбикорма птиц с высоким содержанием пшеницы, ржи, ячменя, овса и подсолнечника. Во всех случаях наблюдался рост яйценоскости кур и среднесуточных приростов бройлеров при снижении расхода корма на единицу продукции, повышалась сохранность птицы. Егоров И.А., Авдонин Б.Ф. и др. (2001) сообщают, что применение ферментного препарата Роксазим 02-Гранулят в рационах цыплят-бройлеров, содержащихся на рационах с повышенным содержанием ячменя (более 20%), способствует увеличению живой массы бройлеровв среднем на 6,1%, среднесуточный прирост был выше на 2,9 г/сут, сохранность возросла на 2%, снизились затраты корма на 4,4%.
Околелова Т. с соавт. (2001) определяли эффективность применения в комбикормах для бройлеров, содержащих рожь в количестве 20,30, 40 и 50%, ферментного препарата Ровабио. Было установлено, что добавление указанного средства в корм в количестве 50 г/т обеспечивало повышение живой массы бройлеров по сравнению с контролем на 6,97% при снижении затрат кормов на 1 кг прироста на 7% при содержании ржи в рационе цыплят 20%. С повышением уровня ржи в рационе эффект от добавок фермента снижался, но тем не менее вышеуказанные показатели превышали контрольные данные. В балансовых опытах было установлено, что добавка Робавио способствовала повышению переваримости протеина, жира и клетчатки соответственно на 1,2; 4,99 и 5,37%. При этом увеличивалось использование азота, кальция и фосфора на 4,6; 4,5 и 12,2%. При анализе мяса бройлеров было установлено, что в мышцах повышается содержание протеина на 5,61% и снижалось содержание жира на 0,8% у курочек, а у петушков - наоборот содержание протеина снижалось, а жира повышалось соответственно на 2,45% и 4,3%.
Сотрудники фирмы «Фидлэнд» (2002) разработали препарат нату-фос для восполнения дефицита фосфора в рационах свиней и птиц. Опыты, проведенные на птицах, показали, что применение фитазы увеличивает валовый привес на 3%, среднесуточный привес на 2%, расходы корма на 1 ц привеса уменьшаются на 2%, себестоимость 1 кг мяса птицы уменьшается на 3%, а рентабельность производства увеличивается на 15% по сравнению с контрольной группой птиц. Исследования, проведенные с целью изучения влияния указанного средства на усвоение макро- и микроэлементов показали, что натуфос, благодаря содержанию фитазы, расщепляющей органические соединения фосфора, освобождает связанные фитатом фосфор, кальций, магний, цинк и железо, которые затем могут усваиваться животными в виде свободных молекул, что подтверждается увеличением абсорбции данных элементов в желудочно-кишечном тракте у опытных животных и птиц. В результате улучшалось депонирование в костях, печени и мышцах макро- и микроэлементов. Аналогичные результаты наблюдались и в отношении аминокислот лизина, метионина, аргинина и гистидина.
Околелова Т., Молоскин С, Грачев Д. (2001) рекомендуют применять ферментный препарат Ровабио птицам при скармливании им нетрадиционных кормов - отрубей, которые, как известно, отличаются высоким содержанием некрахмалистых полисахаридов и весьма низкокалорийны. Благодаря проведенным исследованиям было установлено, что введение в состав комбикорма 40-45% отрубей в сочетании с препаратом Ровабио не сказывалось отрицательно на продуктивности кур за весь период их эксплуатации (интенсивность яйцекладки была выше чем в контроле на 0,3-1,1%), однако затраты корма несколько увеличивались. В балансовых опытах было установлено, что переваримость протеина кормосмеси с отрубями была ниже, чем в контроле и составила 85,5%) против 87,0%) при практически одинаковых уровнях переваримости жира и клетчатки (88,8 и 88,5%; 12,0 и 12,3%). Однако использование птицей азота, кальция и фосфора при добавках препарата Ровабио в рационы, содержащие отруби, повышалось соответственно на 3,1; 19,1 и 7,8%.
Изучение эмбриотоксических и тератогенных свойств препарата «НИСТ-асепт»
Определениераздражающего действия на кожу
Изучение влияния «НИСТ-асепт» на кожу проводили на 8 кроликах живой массой 3,4-3,7 кг. Участки кожи размером 5x5 см тщательно выстригали на спине справа и слева от позвоночника. Правый бок служил для аппликации изучаемого препарата, левый - для контроля (дистиллированная вода). На шею кроликов надевали пластиковые воротники для исключения слизывания испытуемого вещества. «НИСТ-асепт» наносили на кожу в нативном виде (слегка смешивали с дистиллированной водой в виде кашицы) из расчета 20 мг/см2, контроль - 0,02 мл дистиллированной воды на см2, время экспозиции 4 часа. Спустя это время нанесенный препарат удаляли теплой водой с мылом. Реакцию кожи регистрировали через 1 час и 16 часов и оценивали в сравнении с симметричным участком кожи того же животного, где была нанесена дистиллированная вода. Наблюдение за животными вели в течение 7 дней.
Через 1 час после окончания экспозиции каких-либо изменений со стороны кожи отмечено не было, спустя 16 часов на левом боку появилась слабая (розовая) эритема с небольшим отеком при толщине кожной складки 0,4 мм. Спустя 2 суток вышеописанные изменения участка кожи при нанесении на нее препарата не отличались от контрольного. По выраженности раздражающего влияния на кожу кроликов «НИСТ-асепт» можно отнести к 1 классу препаратов, обладающих слабо-выраженным действием.
Определение раздражающего действия на слизистую оболочку глаз
Опыты были проведены на 4 кроликах живой массой 3-3,5 кг. В конъюктивальный мешок левого глаза кроликов вносили препарат в количестве 50 мг, правый глаз служил контролем. После внесения препарата на 1 минуту прижимали носослезный канал у внутреннего угла глаза. Наблюдение за состоянием слизистой оболочки (гиперемия и отек слизистой оболочки, инъекция сосудов склеры и роговицы) и прозрачностью роговицы проводили в течение двух недель.
Повреждающее действие изучаемого препарата на слизистые оболочки глаза кроликов было оценено - 1 балл, то есть сосуды были инъецированны со слабым отеком век. Данные изменения исчезали спустя 3-4 дня с момента аппликации. Сравнение проводили с контрольным глазом, куда вносили дистиллированную воду. Данные опытов показывают, что «НИСТ-асепт» является веществом, вызывающим слабое раздражение слизистых оболочек глаз кроликов.
Опыты проведены на 4 кроликах, которым предварительно выстригали участки кожи (2x3 см) на спине, слева и справа от позвоночника. Препарат наносили на кожу в нативном виде. Эксперимент проводился в течение 30 дней, при этом к 25-30 дню у 2 кроликов наблюдалась умеренно выраженная эритема, которую можно оценить в 0,5-1 балл. Однако через 18-20 часов эритема полностью исчезала. Через 14 дней после последней аппликации на выстриженный участок кожи наносили разрешающую дозу изучаемого препарата. При этом состояние кожи части опытных и контрольных участков не отличалось друг от друга. Поскольку положительная аллергическая реакция с «НИСТ-асепт» наблюдалась только у 2-х кроликов из четырех и клинико-мофологические признаки аллергии выражены слабо, то испытуемый препарат можно отнести к слабым аллергенам.
Оценку эмбриотоксического и тератогенного действия препарата проводили согласно «Методических указаний по изучению эмбриотоксического действия фармакологических веществ и влияния их на репродуктивную функцию», утвержденных 14 марта 1986 г.
В опытах использовано белых крыс массой тела 250-280 г, для чего было сформировано две группы по 24 головы. Первой группе вводили препарат «НИСТ-асепт» внутрижелудочно в виде водной взвеси из расчета 1/20 ЛД50 (900 мг/кг). Контрольным животным (вторая группа) вводили дистиллированную воду. Поскольку испытуемый препарат используется для длительной обработки кормов, то его водили на протяжении всего срока беременности, т.е. 20 дней. Результаты исследований на эмбриотоксичность представлены в таблице 6.
Из данных таблицы видно, что при применении крысам препарата «НИСТ-асепт» замечено некоторое угнетение репродуктивной функции самок, что выражается в уменьшении количества желтых тел в яичниках и количества мест имплантации, что выражается более высоким показателем предимплантационной гибели (на 1,79% в сравнении с контрольной группой).
Ветеринарно-санитарная оценка мяса свиней при скармливании им корма, обработанного полиферментным препаратом «НИСТ-асепт»
Предварительное расщепление с помощью ферментов питательных веществ корма до низкомолекулярных соединений, легко усвояемых организмом животных, является важным технологическим приемом.
Известно, что одним из факторов, отрицательно влияющих на переваримость кормов, является наличие в них сырой клетчатки, а также некрахмальных полисахаридов, которые препятствуют доступу эндогенных ферментов в клетку, что способствует нарушению пищеварения у животных.
Принципиально важным результатом глубокого расщепления всех веществ корма является подавление антипитательного действия вышеназванных факторов, содержащихся в некоторых кормах. Наиболее важным является полное устранение антипитательных свойств ржи и кукурузы, что позволяет шире использовать эти культуры в рационах животных без отрицательного влияния на физиологическое состояние животных.
Известно, что применение как отдельных, так и комплекса ферментов рекомендовано рядом авторов (Б.В.Тараканов с соавт., 2000; С.Г.Кузнецов с соавт, 2000; Ю.Марков, В.А.Крохина с соавт., 2001). В литературе приводятся сведения о повышении живой массы и сохранности молодняка, а также снижение расхода кормов при использовании различных ферментов или их композиций (Г.Б.Радионова с соавт., 1998; В.А.Ситько, 1999; С.Мартыненко, С.Мирошников, 1999 и др.).
Несмотря на то, что авторами предложено достаточно много различных ферментов и их сочетаний, изыскание более доступных, дешевых, экологически чистых и безвредных для организма животных средств, способствующих повышению питательности и усвояемости кормов, является актуальной задачей науки и практики.
Практически в последнее десятилетие индивидуальные ферментные препарата (получающиеся при культивировании какой-либо одной культуры микроорганизма - продуцента) полностью вытеснены полиферментными (мультиэнзимными) смесевыми композициями. Такие составы позволяют более эффективно корректировать пищеварение животных. Конкретный набор ферментов, входящих в состав препаратов, определяется видом животных, для которого он предназначен и характером кормов, усвоение которых следует улучшить. Примером этому являются импортные препараты хостазимы, авизимы фирмы «Авентис» и «Нордиск». В этом ряду стоят отечественные препараты группы МЭК (мульлтиэнзимные композиции), разработанные для корректировки рационов птиц и содержащие комплекс амилаз, целлюлозолитических ферментов и ксиланаз. В основном все известные препараты используются при скармливании их в составе премиксов, комбикормов или просто в виде кормовой добавки к зернофуражу или другим видам кормов. Такой подход уменьшает эффективность действия ферментов, так как экзогенные ферменты микробиологического происхождения приводят к повышению в пищеварительной системы животных протеолитических ферментов, для которых белки кормов и белки стенок желудочно-кишечного тракта являются расщепляемыми субстратами. Следствием этого является раздражение стенок желудка и кишечника при длительном применении ферментных препаратов, содержащих протеазы. Кроме того, пектолитические, амилолитические и целлюлозолитические ферменты активны при нейтральных рН=5,5-7,0, а в условиях высокой кислотности желудка моногастричных животных их активность подавляется. Нельзя-исключить возможность влияния чужеродных белков микробиологического происхождения. Все перечисленные минусы можно разрешить, если осуществлять гидролитическое расщепление выскокомолекулярных компонентов корма с помощью ферментов вне организма. Такой подход не только повышает коэффициент использования питательных веществ, но и обеспечивает экономию энергии животных на пищеварение.
В связи с вышеизложенным нами испытан полиферментный препарат «НИСТ-асепт», обладающий высокими гидролитическими свойствами, который при температуре 60-80С способствует быстрому и глубокому расщеплению белков, глюкопротеидов, крахмала и целлюлозы. Кроме того, расщепляются пентозаны, пектины и другие вещества, проявляющие антипитательную активность в процессе пищеварения. Вышеуказанная температура приводит к пастеризации среды, и этот процесс еще более усиливается благодаря наличию асептических добавок, действие которых при высоких температурах многократно усиливается.
Для решения поставленных задач были проведены опыты в пабораторных условиях на белых мышах, белых крысах и кроликах, учебно-опытном хозяйстве и на кафедре внутренних незаразных болезней животных КГАВМ на свиньях.
Нашими экспериментами по определению острой токсичности «НИСТ-асепт» при однократном переральном введении белым крысам определена среднесмертельная доза, которая соответствовала 17,8 г/кг живой массы тела. Субхроническая ЛД50 этого препарат составила 146,9 г/кг, а коэффициент кумуляции равен 8,1, что по принятой классификации веществ по степени опасности (ГОСТ 12.07.76) можно отнести «НИСТ-асепт» к классу -незначительно опасные со слабовыраженной кумуляцией. В клинической картине, наблюдаемой в острых и субхронических экспериментах были отмечены идентичные симптомы, проявляющиеся угнетением общего состояния и двигательной активности, взъерошенностью шерстного покрова, снижением или отсутствием реакции на внешние раздражители, которые появлялись через 2-4 часа после введения препарата в зависимости от дозы.
При определении раздражающего действия на кожу отмечалась умеренно-выраженная эритема и незначительный отек, которые через 2-3 дня полностью исчезали. При нанесении в конъюктивальный мешок глаза кролика нативного препарата наблюдалась небольшая гиперемия, которая исчезала через 3-5 дней.
Похожие диссертации на Фармако-токсикологическая оценка полиферментного препарата "НИСТ-асепт"
