Селенсодержащая кормовая добавка

Изобретение относится к кормопроизводству. Добавка содержит селенит натрия, адсорбированный на природном цеолите - клиноптилолитсодержащем туфе Холинского месторождения, при этом селенит натрия берут из расчета 50-200 мкг на 1 г цеолита. Изобретение позволяет упростить процесс получения добавки, обогатить продукт минеральными веществами, повысить усвоение селена организмом животных и птиц. 3 табл.

 

Изобретение относится к кормопроизводству.

Известны различные кормовые добавки на основе цеолитов, в качестве которых используются в основном разновидности данного минерала - клиноптилолит, пермаит.

Известна минеральная добавка, содержащая пермаит цеолитсодержащий туф Первомайского месторождения Чувашской республики, которая используется в животноводстве для откорма молодняка свиней (см. RU №2104655, 6 А23К 1/175, опубл. 20.02.98, Бюл. №5).

Известна минеральная добавка на основе цеолита, в качестве которого использован клиноптилолитсодержащий туф зернистостью 1-2 мм, внесенный в состав компонентов комбикорма для молодняка сельскохозяйственной птицы (см. а.с. СССР №733618, МКИ⁵ А23К 1/175, опубл. 20.05.80).

Известна иммуномодулирующая кормовая добавка, содержащая цеолитовую муку и полипептиды, выделенные из органов иммунной системы молодняка крупнорогатого скота (см. RU 2194419 С1, 7 А23К 1/16, 1/175, опубл. 20.12.02, Бюл №35).

Известна биостимулирующая кормовая добавка, в состав которой входит биомасса частично гидролизованных дрожжей Saccharomyces cerevisiae и цеолит (см. RU 2189762 С2, 7 А23К 1/16, А23J 3/20, опубл. 27.09.02, Бюл №27).

Известна кормовая добавка «Цамакс» для животных, содержащая клиноптилолит и элементарную серу (см. РФ №2115332, МКИ⁶ А23К 1/175, опубл. 20.07.98, Бюл. 11).

Недостатком перечисленных кормовых добавок является отсутствие эссенциального микроэлемента селена.

Селен - один из ключевых микроэлементов антиоксидантной системы защиты организма: входит в состав глутатионпероксидаз, форматдегидрогеназы, пероксидазы и т.д., положительно влияет на иммунную систему, повышает устойчивость к радиоактивному облучению, нейтрализует действия тяжелых металлов, участвует в поддержании функции щитовидной железы и репродуктивных органов.

Селен используют для профилактики и лечения токсической дистрофии печени поросят, беломышечной болезни сельскохозяйственных животных, для нормализации обмена веществ, повышения общей резистентности организма и продуктивности животных.

Известна кормовая добавка для сельскохозяйственных животных и птиц (см. патент 2234222, МПК А 23 К 1/16, А23К 1/175, опубл. 20.08.04), содержащая тыквенный жмых, биокорректор «Элита», нутовую муку, селен в органической форме, аминокислоты, органические кислоты, мел, KI, ДАФС-25 и обесфторенный фосфат в определенных соотношениях.

Недостатком приведенной добавки является ее многокомпонентность и многостадийность технологического процесса.

Известно кормовое средство для профилактики селеновой и йодной недостаточности у сельскохозяйственных животных и птиц» (см. RU 2189762 С2, 7 А23К 1/16, 1/175, опубл. 27.11.95, Бюл №3). Для стабилизации количественного содержания селена и йода, повышения сроков хранения в крахмальный клейстер добавляют водные растворы йодида калия, селенита натрия и спиртовой раствор кристаллического йода, высушивают и измельчают до порошкообразного состояния.

Недостатком известной кормовой добавки является узкий спектр действия.

В качестве прототипа принята кормовая добавка, состоящая из крахмального клейстера и селенита натрия (патент №2181011, МПК А23К 1/16, 1/175, опубл. 10.04.2002). Способ получения кормовой добавки включает подготовку крахмального клейстера, подготовку водного раствора селенита натрия в соотношении 1:50, добавление в охлажденный клейстер и перемешивание в течение 20-30 мин, далее смесь выпаривают, высушивают при 40-50°С до постоянной массы и измельчают до порошкообразного состояния.

Недостатком прототипа от заявленной кормовой добавки является повышенное требование к условиям хранения. Крахмал при высокой влажности способен впитывать влагу и образовывать клейстер, что приводит к нарушению структуры комплекса и, как следствие, высвобождению селенита натрия с потерей селена в результате окисления и улетучивания из смеси.

Кроме того, прототип имеет узкий спектр действия, так как восполняет только недостаток селена в организме.

Технический результат изобретения заключается в упрощении процесса получения добавки, обогащении продукта минеральными веществами, повышении усвоения селена организмом животных и птиц.

Указанный технический результат достигается тем, что селенсодержащая кормовая добавка включает селенит натрия, адсорбированный на природном цеолите - клиноптилолитсодержащем туфе Холинского месторождения, при этом селенит натрия берут из расчета 50-200 мкг на 1 г цеолита.

Отличительной особенностью предлагаемой кормовой добавки является использование в качестве сорбента цеолита - клиноптилолитсодержащего туфа Холинского месторождения.

Цеолиты обладают пористой каркасной наноразмерной структурой и проявляют молекулярно-ситовые, сорбционные, ионообменные, селективные и каталитические свойства, благодаря чему они расцениваются как высокоизбирательные катализаторы, селективные сорбенты и мембраны. Цеолиты служат источником микроэлементов Mn, Zn, Ni, Cr, Li, Co, V, As, Fe, Si, Li, а также Na, Ca, K, Mg, P.

Действие природного цеолита проявляется в желудочно-кишечном тракте. Проходя через желудочно-кишечный тракт, цеолит удаляет избыток вредных газов, активизирует ряд пищеварительных ферментов, что положительно влияет на усвоение питательных веществ, способствует выносу из организма токсинов и эндотоксинов, а также тяжелых металлов.

В заявляемом изобретении в качестве сорбента использован клиноптилолитсодержащий туф Холинского месторождения (Забайкалье) с диаметром частиц 1-2 мм, эта разновидность цеолита является безопасной, т.к. не содержит свинец. Химический состав туфа следующий, %: SiO₂ - 66,8; TiO₂ - 0,07; Al₂O₃ - 2,05; Fe₂О₃ - 1,35; FeO - 0,29; MnO - 0,06; MgO - 0,46; CaO - 1,94; Na₂O - 1,36; K₂O - 3,91; P₂O₅ - 0,01. Содержание цеолита в использованном образце составило 70%, остальное количество представлено кварцем, кристобалитом, в небольших количествах слюдой, полевым шпатом и вулканическим стеклом. Кроме того, использование цеолитсодержащего туфа в заявляемом изобретении позволяет снизить уровень минерального голодания, характерного для настоящего времени.

Ионы селена сорбируются на клиноптилитсодержащем туфе из растворов селенита натрия во всем интервале значений рН от 2 до 10. При экспериментальных исследованиях было установлено, что в нейтральной и щелочной среде преобладают селенит-ионы SeO₃ ^-2, появление которых вызывает резкий скачок поглотительной способности цеолитсодержащего туфа.

При низкой концентрации раствора селенита натрия сорбция ионов селена незначительна, при высоких концентрациях способность поглощения цеолитом селена увеличивается. Высокая емкость поглощения ионов селена из концентрированных растворов может быть связана с тем, что сорбированные ионы селена становятся центрами адсорбции последующих ионов селена, в результате чего в фазе сорбента возможно образование полимерных форм. Такой вывод следует на основании данных работы [В.П.Кузьмичева, М.Б.Краснопольская, Т.И.Залесских и т.д., т.XXVI, Герценовские чтения, Химия. Научные доклады. Л., 1973, вып.1, с.139], в которой описано образование димеров в растворах с концентрацией >0,01 М в области рН 6,5-9,2, в менее концентрированных растворах фиксируется существование моноселенитного иона.

Сорбция ионов селена из концентрированных, нейтральных и щелочных растворов происходит в форме селенит-ионов. Это обеспечивает высокую емкость поглощения до 31 мг/г. Резкому скачку сорбируемости ионов селена в нейтральной среде может способствовать также соосаждение ионов селена в области рН 5,0-8,5 [В.И.Зеленцов, Т.Я.Дацко. Тезисы докладов Х Всесоюзного семинара «Химия и технологии неорганических сорбентов», Душанбе, 1986, с.69] со свободными ионами алюминия, железа, кальция и кремния, высвобождающимися из туфов в результате их частичного диспергирования.

Последнее предположение следует из результатов химического анализа осадка, образованного в результате разрушения части туфа, мас.%: SiO₂ - 9,9; TiO₂ - 0,74; Al₂O₃ - 2,05; Fe₂O₃ - 0,18; FeO - 0,11; MnO - 0,05; MgO - 0,08; CaO - 25,87; Na₂O - 0,57; K₂O - 0,6; Р₂O₅ - 0,01.

Дисперсные твердые вещества способны инициировать или участвовать в реакциях полимеризации и поликонденсации [Брык М.Т. Полимеризация на твердой поверхности неорганических веществ. Киев. 1981. 288 с.]; к примеру, в алюмосиликатах весьма активное участие принимают поверхностные дефекты, кислотные льюсовские, бренстедовские центры. Аналогичные центры имеются и в цеолитах, поэтому можно предположить, что сорбция селенит-ионов происходит с участием указанных активных центров, концентрирование на которых облегчает их полимеризацию. При обработке аскорбиновой кислотой зерен цеолитсодержащего туфа с сорбированными из 0,091 М раствора селенита натрия селен восстанавливается, образуя на поверхности агрегаты красного цвета различных размеров до 1 мм, что служит подтверждением образования полимерных форм селенит-ионов на поверхности сорбента.

Эффективность селенсодержащей кормовой добавки оценивали на курах породы «Голландский леггорн» в возрасте 9-10 месяцев: определяли концентрации селена в яйцах, мясе и функционально-технологические показатели мяса кур.

В эксперименте использовали три группы кур. Первая группа - интактная, получавшая кормовой рацион без внесения добавок. Содержание селена в кормах без добавок составляло 10±0,15 мкг/кг, что является довольно низкой концентрацией. Вторая группа - опытная, в рацион которых включали заявляемую кормовую добавку (Ц+Se) из расчета 5% от массы корма. Суточное потребление селена составляло 100 мкг/сутки. Третья группа - куры, в рацион которых вводили 0,001 М раствор селенита натрия (Na₂SeO₃) из расчета 100 мкг селена в сутки. Эксперимент проводился в течение месяца.

Содержание селена в яйцах исследовалось на протяжении всего эксперимента на 7, 14, 21, 28 сутки кормления. Результаты представлены на фиг.1 и в таблице 1.

Таблица 1
Содержание селена в яйцах кур, в разные сроки эксперимента
№	Группы	0 дней	7 дней	14 дней	21 день	28 дней
1	Интактная	21,4±0,11	37,1±0,16*	39,1±0,16*	41,0±0,33*	41,9±0,38*
2	Ц+Se	23,4±0,66	41,6±0,10*	51,5±0,38*	42,6±0,16*	74,5±0,66*
3	Na2SeO3	23,1±0,70	28,5±0,16*	39,4±0,66*	64,2±0,83*	68,1±0,10*
* достоверно относительно 0 дня (р≤0,01)

Практически во всех группах обнаружено повышеное содержание селена в яйцах кур. Высокое содержание селена в яйцах после одного месяца включения добавки в рацион кур наблюдалось в группе №2 (Ц+Se) - 74,5 мкг/яйцо и в группе №3 - 68,1 мкг/яйцо. Высокая концентрация селена в яйцах кур из группы №2 при введении в корм заявляемой добавки, по-видимому, объясняется иммобилизацией селенит-иона и пролонгирующим действием цеолита.

Следующим этапом эксперимента было определение химического состава и функционально-технологических показателей мяса кур.

Для оценки качественных показателей мяса кур использовали методики определения влаги (ГОСТ 9793-74), золы (ГОСТ Р 51411-99), белка (ГОСТ 26889-86), жира (ГОСТ 23042-86). Селен определяли флюорометрическим методом (МУК 4.1.033-95).

Функционально-технологические показатели: влагоудерживающая способность (ВУС), жироудерживающая способность (ЖУС), влагосвязывающая способность (ВСС) оценивались по методике Салаватуллиной P.M.

Результаты исследования представлены в таблицах 2, 3.

Таблица 2
Влияние селенсодержащих кормовых добавок на химический состав мяса кур
№	Группы	Влага, %	Белок, %	Жир, %	Зола, %	Селен, мкг/г
1.	Интактная	74,64±1,027	21,02±1,155	4,39±0,255	1,11±0,128	0,20±0,028
2.	Ц+Se	75,47±1,781	20,51±1,982	4,28±0,150	1,34±0,200	0,35±0,066±*
3.	Na2Se03	75,21±2,672	21,40±2,795	4,25±0,185	1,22±0,122	0,18±0,020
* достоверно относительно интактной группы (p≤0,01)

Таблица 3
Влияние селенсодержащих кормовых добавок на функционально-технологические показатели мяса кур
№	Группы	вес %	ВУС %	ЖУС %
1	Интактная	68,38±2,296	74,41±1,685	75,25±1,270
2	Ц+Se	72,99±0,822	73,7±0,314	86,61±2,716*
3	Na2SeC>3	70,58±7,801	75,01±3,313	81,69±2,196*
* достоверно относительно интактной группы (p≤0,01)

Достоверных отклонений от показателей интактной группы по показателям химического состава мяса кур не обнаружено, кроме содержания селена в мясе кур в группе №2. В мясе кур, получавших разработанную кормовую добавку, обнаружено 35 мкг селена на 100 г мяса кур, что свидетельствует о повышении усвояемости селена организмом животных. Увеличение содержания селена в мясе кур во второй группе объясняется, по-видимому, иммобилизацией селенит-иона на цеолите и пролонгирующим действием носителя.

По функционально-технологическим показателям, таким как ВСС и ВУС, достоверных отклонений от показателей интактной группы не наблюдалось (таблица №3), кроме показателя жироудерживающей способности мяса кур, получавших селенсодержащую кормовую добавку и селенит натрия. Повышение ЖУС объясняется тем, что селен является сильным антиоксидантом, препятствующим окислительным процессам и деструкции жиров. Из выше сказанного можно сделать вывод, что селенсодержащая кормовая добавка не оказывает отрицательного воздействия на химический состав и функционально-технологические показатели мяса кур, а показатель ЖУС увеличивает, что дает возможность использовать мясо кур в производстве различных диетических продуктов.

Экспериментальные исследования показали, что мясо кур обогащается эссенциальным микроэлементом селеном в органической форме, что является наиболее усвояемой и доступной формой для человека. Содержание селена составляет 35 мкг на 100 г мяса, что находится в пределах рекомендуемого адекватного уровня потребления эссенциального микроэлемента селена [Рекомендованные уровни потребления пищевых и биологически активных веществ: Методические рекомендации МР 2.3.1.1915-04. - М.: 2004. - 46 с.].

Процесс получения заявляемой кормовой добавки прост по сравнению с прототипом. Заявляемую кормовую добавку получают следующим образом. Готовят раствор селенита натрия концентрацией 0,05-0,17 М, затем смешивают с клиноптилолитсодержащим туфом Холинского месторождения диаметром 1-2 мм в пропорции 1:1, выдерживают 2-3 часа, центрифугируют (1500 об/мин) и высушивают осадок при температуре 40°С.

Готовая кормовая добавка имеет рассыпчатую структуру, светло-серый цвет, не имеет запаха, размер частиц не превышает 2 мм.

Примеры, подтверждающие возможность использования биологически активной кормовой добавки

Пример 1. Кормовая добавка, содержащая 100 мкг селена в 1 грамме туфа, после четырех недель кормления кур увеличивает содержание селена в яйце до 74,5 мкг на яйцо.

Пример 2. Кормовая добавка, содержащая 100 мкг селена в 1 грамме туфа, после четырех недель кормления кур увеличивает содержание селена в мясе кур до 0,35 мкг/г.

Пример 3. Кормовая добавка может вноситься в рацион кормления свиней, крупнорогатого скота (КРС), мелкорогатого скота (МРС) и, тем самым, обогащать селеном мясо свиней, КРС и МРС.

Пример 4. Кормовая добавка может вноситься в рацион кормления дойных коров, и в результате кормления в молоке накапливается органическая форма селена.

Пример 5. Кормовая добавка может вноситься в рацион кормления домашних животных в целях профилактики беломышечной болезни скота, связанной с дефицитом селена в кормах.

Селенсодержащая кормовая добавка, характеризующаяся тем, что содержит селенит натрия, адсорбированный на природном цеолитеклиноптилолитсодержащем туфе Холинского месторождения, при этом селенит натрия берут из расчета 50-200 мкг на 1 г цеолита.