Полифункциональный энтеросорбент
Владельцы патента RU 2430731:
Общество с ограниченной ответственностью "ФОСФОРОС" (ООО "ФОСФОРОС") (RU)
Изобретение относится к ветеринарии. Полифункциональный энтеросорбент содержит шунгитсодержащее минеральное сырье с содержанием диоксида кремния 15,0-70,0 мас.%, причем среднестатистический медианный размер частиц энтеросорбента составляет 15,0*10-6 м. Изобретение обеспечивает повышение эффективности в отношении широкого спектра токсических веществ, в том числе микотоксинов, нитратов, нитритов, солей тяжелых металлов, а также в качестве антибактериального и антиоксидантного средства. 14 табл.
Изобретение относится к области использования природных сорбентов, в частности к новому энтеросорбенту на основе шунгитсодержащего природного минерального сырья, обладающего высокими сорбционными свойствами в отношении широкого спектра токсических веществ, а также проявляющего свойства антибактериального средства, и может быть использовано в ветеринарии для увеличения привесов, сохранности поголовья и резистентности сельскохозяйственных животных и птицы, а также для профилактики и лечения желудочно-кишечных заболеваний сельскохозяйственных животных и птиц.
Известны энтеросорбенты на основе лигнина, например (RU 2234931, 2002.07.29), (RU 2084236, 1996.02.20). Они обладают рядом недостатков, заключающихся в наличие побочных эффектов применения лигнина и лигнинсодержащих продуктов.
Описан способ получения энтеросорбента на основе активированных углеродных волокон, обработанный связующим, в качестве которого используют крахмальный гель (RU 2027437, 1995.01.27). Недостатком данной разработки является использование частиц углеродных волокон, имеющих длину на уровне миллиметров, такие частицы имеют резко пониженную сорбционную емкость по сравнению с частицами, имеющими наноразмеры. Эффективность углерода как сорбента практически полностью исчезает, если эти углеродные частицы покрывать крахмалом. При попадании в желудочно-кишечный тракт крахмал растворяется, при этом одновременно десорбируется с крахмала большинство компонентов.
Известен углеродминеральный сорбент СУМС-1 (RU 2143946, 2001.01.10) для различного назначения, в том числе для медицины в качестве гемосорбента, энтеросорбента и др., одним из недостатков которого является содержание токсичных и канцерогенных веществ в углероде после сжигания.
Большое значение имеют сорбенты на основе кремнийсодержащего природного минерального сырья. Известен энтеросорбент-шивыртуин, изготовленный из кремнеземсодержащего сырья, содержащий суммарно 60-80% клиноптилолита и монтмориллонита, а также примеси кварца и биотита (RU 2122868, 10.12.1998). Энтеросорбент проявляет сорбционную активность в отношении микроорганизмов, ослабляет диффузию токсинов, стимулирует миграцию лейкоцитов в рану. Из выявленных недостатков существенны для хирургии поглощение витамина D, кроме того, шивыртуин способствует росту грибов рода Candida в просвете пищеварительного тракта, что нивелируется добавлением соответствующих препаратов (нистатин или леворин).
Имеется описание сорбента на основе кремнеземсодержащего минерального сырья, содержащего осадочную опал-кристобалитовую породу, содержащую не более 15 мас.% глинистых минералов группы монтмориллонита и не более 10 мас.% минералов группы слюд (RU 2319488, 20.03.2008). Заявителем патента установлено, что содержание глин группы монтмориллонита в энтеросорбенте не должно превышать 15 мас.%, так как минералы данной группы обладают высокой набухаемостью в жидкостях, и при их содержании выше 15% возникают трудности при энтеросорбции через зонд. Содержание минералов группы слюд должно быть ограничено 10 мас.%, так как при стандартной степени помола сырья (0,1-1 мм) края слюдяных пластинок оказываются достаточно острыми, что может вызвать различные проблемы в организме.
Наиболее близким к заявляемому изобретению и на этом основании выбранный в качестве прототипа является полифункциональный сорбент Полисорб ВП, используемый в ветеринарии, представляющий собой высокочистый (не менее 92% основного вещества) высокодисперсный кремнезем, который производится в Челябинской области [Справочник. Ветеринарные препараты в России. T.1 /Под ред. Кленова И.Ф. и др. // ООО «Сельхозиздат», Москва - 2004. - С.526-527]. Размер частиц не более 0,090 мм, удельная поверхность не менее 150 м2/г. В просвете желудочно-кишечного тракта Полисорб ВП связывает и выводит из организма эндогенные и экзогенные токсические вещества различной природы, включая микроорганизмы и микробные токсины, антигены, кормовые аллергены, соли тяжелых металлов, радионуклеотиды.
Целью данного изобретения является создание нового высокоэффективного полифункционального энтеросорбента, расширяющего ассортимент известных энтеросорбентов и обладающего высокими сорбционными свойствами в отношении широкого спектра токсических веществ, а также проявляющего антибактериальные и антиоксидантные свойства.
Технический результат изобретения - высокие сорбирующие возможности in vivo в отношении широкого спектра токсических веществ предложенного энтеросорбента, который также проявляет антибактериальные и антиоксидантные свойства.
Технический результат достигается применением заявленного энтеросорбента из природного шунгитсодержащего минерального сырья с содержанием углерода от 3,998% до 55,1% масс. и оксида кремния от 15,1% до 70% масс, со средним медианным размером частиц энтеросорбента 15,0*10-6 м, в качестве добавки в рацион кормления сельскохозяйственных животных и птиц (цыплят-бройлеров, кур-несушек, свиней и крупно-рогатого скота) из расчета 0,1-1,0% масс. на вес корма.
Шунгитсодержащее минеральное сырье представляет собой докембрийские горные породы с силикатной минеральной основой, насыщенные углеродным (шунгитовым) веществом в некристаллическом состоянии, подразделяемые на малоуглеродистые шунгитсодержащие (до 5% углерода), среднеуглеродистые шунгитистые (5-25% углерода) и высокоуглеродистые шунгитовые (25-80% углерода) (Сидоренко С.А., Сидоренко А.В. Органическое вещество в осадочно-метаморфических породах докембрия. М., 1975).
Заявляемый энтеросорбент получают следующим образом.
Подготовленную руду шунгитосодежащего минерального сырья различного происхождения измельчают, фракцию размером не более 45,0*10-6 м отделяют, нагревают при температуре от 100 до 200°С в течение 10-60 минут и охлаждают до температуры окружающей среды.
Готовый продукт представляет собой мелкодисперсный порошок со средним медианным размером 15,0*10-6 м, физико-химические свойства которого приведены в таблице 1.
Измельчение минерального сырья до более мелкого состояния приводит к агломерации частиц и, как следствие, изменению структуры и свойств энтеросорбента. Более крупные частицы энтерособента, хотя и проявляют сорбционные свойства, но уступают заявляемым по степени эффективности.
| Таблица 1 | |
| Физико-химические свойства заявленного энтеросорбента | |
| Наименование показателя | Значение |
| Внешний вид | Порошок от темно-серого до черного цвета |
| Массовая доля углерода в свободном состоянии, % масс. | 4,0-80,0 |
| Массовая доля двуокиси кремния, % масс. | 15,0-70,0 |
| Содержание водорастворимых веществ, % | 0.1-5 |
| Насыпная плотность, кг/м3 | 500-800 |
| Истинная плотность кг/м3 | 2500-2550 |
| Потери при прокаливании, % | 0.1-5 |
| pH водной вытяжки | 6-9 |
| Адсорбция дибутилфталата*, см3/100 г согласно ГОСТ 7885-86 | 30-35 |
| Адсорбция метиленового синего*, г/100 г согласно ГОСТ 4453-74 | 15 |
| Массовая доля остатка на сите после мокрого просева No 0045, %, менее | 0,08 |
Относится к 4 классу опасности по ГОСТ 12.1.001-76.
Введение энтеросорбента в рацион кормления сельскохозяйственных животных и птицы (цыплят-бройлеров, кур-несушек, свиней и крупного рогатого скота) из расчета 0,1-1,0% масс. на вес корма положительно влияет на физиологические показатели животных.
Следующие примеры представлены для того, чтобы более полно проиллюстрировать заявленное изобретение.
Пример 1
Шунгитсодержащее минеральное сырье из Зажогинского месторождения в количестве 250 кг с содержанием углерода 25.3% масс. и оксида кремния 37.2% масс. размером менее 5*10-3 м после предварительного удаления влаги и мусора измельчают в мельнице в течение одного часа. Продукт измельчения количественно из мельницы подается в воздушный классификатор струей осушенного воздуха на разделение, частицы более 45,0*10-6 м в количестве 5 кг возвращаются в мельницу на доизмельчение. Образовавшуюся в количестве 245 кг в час мелкодисперсную фракцию размером не более 45,0*10-6 м подают в термическую печь, обеспечивающую равномерный прогрев минерального сырья при температуре 200°С в течение 10 минут, после чего продукт охлаждается в теплообменном устройстве до температуры окружающей среды.
Пример 1А
Пример 1А проводят в условиях примера 1, но после классификатора отбирают и подают в термическую печь продукт измельчения, размеры частиц которого не более 100*10-6 м.
Пример 1Б
Пример 1Б проводят в условиях примера 1, но после классификатора отбирают и подают в термическую печь продукт измельчения, размеры частиц которого не более 10*10-6 м.
При термообработке происходит заметная агломерация частиц с образованием крупных кусков неправильной формы увеличенного размера.
Размеры агломерированных частиц менее 300*10-6 м.
Пример 2
Пример 2 проводят в условиях примера 1, но используют шунгитсодержащее минеральное сырье из месторождения Текели-коксуйской зоны с содержанием углерода 3,998% масс., оксида кремния 69,93% масс. и термическую обработку отделенной фракции проводят в течение 60 минут при температуре 100°С.
Пример 2А
Пример 2А проводят в условиях примера 2, но после классификатора отбирают и подают в термическую печь продукт измельчения, размеры частиц которого не более 100*10-6 м.
Пример 3
Пример 3 проводят в условиях примера 1, но используют шунгитсодержащее минеральное сырье Зажогинского месторождения с содержанием углерода 55.1% масс., оксида кремния 15.1% масс.
Пример 3А
Пример 3А проводят в условиях примера 3, но после классификатора отбирают и подают в термическую печь продукт измельчения, размеры частиц которого не более 100*10-6 м.
Пример 4
Применение энтеросорбента для цыплят-бройлеров
Опыт проводят на цыплятах-бройлерах кросса «ИЗА» при клеточном методе содержания птицы. В суточном возрасте формируют контрольную и опытную группы.
Энтеросорбент, полученный по примеру 1, вводят в кормовую смесь опытной группы путем постепенного перемешивания в бункерах в количестве 0,1% от рациона или 1 г на 1 кг корма. Период кормления и выращивания цыплят-бройлеров составляет 42 дня.
Контрольной группе скармливают корм в том же объеме и того же состава, что и опытной, но без добавления к рациону композиционного энтеросорбента.
Для оценки состояния поголовья опытной и контрольной групп учитывают следующие показатели: весовые - взвешиванием молодняка и выведением среднего живого веса; ежедневный контроль сохранности; иммунобиохимические показатели крови цыплят при забое.
Результаты анализов показателей взвешивания приведены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Динамика клинико-физиологических показателей | ||
| Показатели | Группы цыплят | |
| опытная | контрольная | |
| Количество голов в группе | 42000 | 42000 |
| Живая масса цыплят, г | ||
| - на момент начала кормления (т.е. суточный возраст) | 37,3±0,12 | 37,3±0,13 |
| - через 7 дней | 140±1,0 | 123±1,0 |
| - через 14 дней | 396±1,6 | 376±1,6 |
| - через 28 дней | 1150±2,4 | 998,5±2,2 |
| - через 42 дня | 2000 | 1700 |
| Сохранность, % | 99,2 | 97,3 |
| Среднесуточный прирост, г | 46,7 | 39,5 |
| Затраты корма за период выращивания на 1 кг прироста, кг (конверсия) | 1,58 | 1,70 |
Как видно из представленных данных, показатель живой массы цыплят в опытной группе больше по сравнению с контролем уже через неделю от начала кормления и продолжает оставаться большим на протяжении всего периода кормления. Увеличен показатель сохранности цыплят-бройлеров (99,2% по сравнению с контрольным 97,3%), а также показатель среднесуточного прироста (46,7 г для опытной группы, 39,5 г для контрольной). При этом уменьшены затраты корма за период выращивания на 1 кг прироста (конверсия) - 1,58 кг для опытной группы против 1,70 кг для контрольной.
Результаты анализов биохимического состава крови цыплят-бройлеров при забое приведены в таблице 3.
| Таблица 3 | ||
| Биохимический состав крови цыплят-бройлеров перед забоем | ||
| Показатели | Группы цыплят | |
| С применением энтеросорбента | Без применения энтеросорбента | |
| Биохимические показатели | ||
| Общий белок, г % | 4,8±0,3 | 4,3±0,25 |
| Резервная щелочность, об.%, СО | 45,6±0,06 | 39,6±0,06 |
| Кальций, мг % | 17,9±0,8 | 16,6±0,9 |
| Фосфор, мг % | 4,9±0,5 | 4,2±0,4 |
| Показатели естественной резистентности | ||
| Бактерицидная активность сыворотки крови, % | 52,63±2,13 | 47,80±2,14 |
| Лизоцимная активность сыворотки крови, % | 18,71±0,56 | 16,90±1,15 |
| Фагоцитарная активность, % | 49,33±2,25 | 46,14±2,27 |
| Иммуноглобулины, ед. | 5,02±0,56 | 4,07±0,56 |
Данные таблицы 3 показывают, что разница биохимического состава крови и естественной резистентности контрольной и опытной группы доказывает, что заявленная кормовая добавка стимулирует естественную резистентность организма цыплят.
Таким образом, показано, что введение энтеросорбента из расчета 0,5 % на кг корма в качестве добавки к рациону цыплят-бройлеров оказывает ощутимый эффект для стимулирования энергии роста, увеличения сохранности и резистентности птицы.
Пример 5
Применение энтеросорбента для кур-несушек.
Опыт проводят при клеточном методе содержания птицы кросса «Hi-line». Формируют контрольную и опытную группы.
Энтеросорбент, полученный по примеру 2, вводят в кормовую смесь опытной группы путем постепенного перемешивания в бункерах в количестве 0,5% от рациона. Период наблюдения кур-несушек составляет 150 дней.
Контрольной группе скармливают корм в том же объеме и того же состава, что и опытной, но без добавления к рациону энтеросорбента.
Для оценки состояния поголовья опытной и контрольной групп учитывают следующие показатели: яйценоскости, сохранности и привеса кур-несушек, которые приведены в таблице 4.
| Таблица 4 | ||
| Показатели яйценоскости, сохранности и привеса кур-несушек при наблюдении в течение 150 дней | ||
| Показатели | Группа кур-несушек | |
| опытная | контрольная | |
| Количество голов | 21000 | 21000 |
| Яйценоскость, %, шт. яиц в день на количество дней | ||
| - через 10 дней - | 0,79±0,07 | 0,78±0,07 |
| - через 25 дней | 0,85±0,09 | 0,80±0,09 |
| - через 50 дней | 0,92±0,05 | 0,82±0,05 |
| - через 75 дней | 0,95±0,04 | 0,85±0,04 |
| Средний привес кур-несушек, г, | ||
| до кормления | 1202 | 1185 |
| после кормления (через 150 дней) | 1305 | 1250 |
| Сохранность за 150 дней, % | 98,3 | 95,2 |
Как видно из представленных данных, показатель яйценоскости в опытной группе по сравнению с контролем увеличился уже через 10 дней добавления к рациону заявленного энтеросорбента (0,79 против 0,78), продолжал превышать контрольный на протяжении всего эксперимента и через 75 дней достиг разницы в 10%.
Увеличен показатель сохранности кур-несушек (98,3% по сравнению с контрольным 95,2%), а также показатель яйценоскости.
Пример 6
Применение энтеросорбента для свиней
Опыт проводят на свиньях породы крупная белая 100-110 дневного возраста. Энтеросорбент, полученный по примеру 3, вводят в кормовую смесь опытной группы путем постепенного перемешивания в бункерах в количестве 0,2% от рациона. Контрольной группе скармливают корм в том же объеме и того же состава, что и опытной, но без добавления к рациону энтеросорбента.
Показатели увеличения веса приведены в таблице 6.
| Таблица 6 | ||
| Показатели увеличения веса свиней | ||
| Показатели | Контрольная группа | Опытная группа |
| Количество животных в группе, голов | 30 | 30 |
| Средний вес до начала ввода, кг | 31,3±0,6 | 32,5±0,2 |
| Кратность ввода в сутки | 3 раза | 3 раза |
| Средний вес через 30 суток после применения, кг | 44,2±0,3 | 47,6±0,28 |
| Среднесуточный привес, кг | 0,432 | 0,503 |
Как видно из представленных данных, в момент начала испытаний показатели среднего веса опытной и контрольной групп были практически одинаковыми, а через 30 дней применения энтеросорбента показатель среднего веса в опытной группе больше по сравнению с контролем на 3,4 кг (47,6±0,28 кг для опытной группы, 44,2±0,3 кг для контрольной), среднесуточный привес для опытной группы на 71 г больше, чем в контроле (0,503 и 0,432 кг соответственно).
Пример 7
Изучение эффективности энтеросорбента для лечения диареи телят
Опыт проводят на телятах в возрасте 3-12 дней.
Больных животных по принципу аналогов разделяют на 2 группы по 20 телят в каждой. Телятам опытной группы для лечения диареи применяют энтеросорбент, полученный по примеру 2, из расчета 1,0% масс. на вес корма, контрольной группе препарат не давали, только корм.
За животными как опытной, так и контрольной групп ведут ежедневное наблюдение, учитывая клиническое состояние, аппетит, сроки выздоровления. Выздоровевшими считают животных, у которых в течение 10 суток с начала лечения исчезли клинические признаки заболевания, и не наблюдались рецидивы. Результаты приведены в таблице 7.
| Таблица 7 | ||
| Показатель эффективности энтеросорбента для лечения диареи телят | ||
| Показатели | Без энтеросорбента | С энтеросорбентом |
| Количество животных в группе | 20 | 20 |
| Кратность введения в сутки (раз) | 2 | 2 |
| Срок применения (дней) | - | 7 |
| Срок выздоровления (дней) | - | 3 |
| Выздоровевших (гол.) | 17 | 19 |
| Лечебная эффективность, % | 85% | 95% |
Установлено, что применение энтеросорбента в опытной группе вызвало улучшение общего состояния животных с последующим выздоровлением на 2-3 сутки лечения. Лечебная эффективность энтеросорбента составила 95% в сравнении с контрольной, где препарат не задавали.
Пример 8
Определение эффективности заявленного энтеросорбента в качестве сорбента микотоксинов из организма птицы
Опыт проводят в птицеводческом хозяйстве, в котором произошла вспышка микотоксикозов, - корма на момент проведения эксперимента уже содержали микотоксины, образовавшиеся при условиях неправильного хранения.
Исследования проводят на цыплятах-бройлерах кросса «ИЗА». В суточном возрасте формируют контрольную и опытную группы по 42000 голов каждая.
В рацион бройлеров опытной группы вводят с суточного возраста до забоя энтеросорбент, полученный по примеру 1, в количестве 0,1% на кг корма в качестве добавки к рациону. Энтеросорбент вводят в кормовую смесь в кормоцехах птицефабрик путем постепенного перемешивания в бункерах.
Для отслеживания динамики изменения содержания микотоксинов в тканях птицы (печени, желудка и его содержимого, а также фекалиях), при заселении и при забое, из контрольной и опытной групп отбирают пробы путем безвозвратного изъятия по 20 голов птиц из каждой группы. Определение содержания микотоксинов соответствуют нормативно-технической документации (для афлотоксина B1 - ГОСТ 30711-2001, для Т2-токсина - Методические указания по определению содержания Т-2 токсина в биологических тканях и экстрактах (Утверждены 27 декабря 1989 г.) (Антонов Б.И., Яковлева Т.Ф., Дерябина В.И. Лабораторные исследования в ветеринарии: биохимические и микологические. - М.: Агропромиздат, 1991, стр.146), для зеараленона Ф-2 - Методика определения микотоксина Ф-2 (зеараленона) в органах и тканях животных (Утверждена 31 мая 1987 г.) (Антонов Б.И., Яковлева Т.Ф., Дерябина В.И. Лабораторные исследования в ветеринарии: биохимические и микологические. - М.: Агропромиздат, 1991, стр.151), для охратоксина - Методика определения охратоксина А в органах и тканях животных (Утверждена 10 апреля 1984 г.) (Антонов Б.И., Яковлева Т.Ф., Дерябина В.И. Лабораторные исследования в ветеринарии: биохимические и микологические. - М.: Агропромиздат, 1991, стр.153).
Полученные усредненные (с 20 голов) результаты изменения содержания микотоксинов представлены в таблице 5.
Содержание различных микотоксинов в образцах, взятых у контрольной и опытной групп при заселении, было примерно одинаково, это можно объяснить тем, что птица обеих групп была взята из одного выводка; корма в начале опытов тоже были идентичны.
Данные таблицы 8 показывают, что содержание микотоксинов во внутренних органах контрольной группы цыплят достоверно выше по сравнению с опытной группой, получавшей энтеросорбент в качестве кормовой добавки. Увеличение же микотоксинов в содержимом желудка и фекалиях опытной группы наглядно показывает, что минеральное сырье связывает токсины в желудке и беспрепятственно выводит их из организма птиц. Приведенные результаты однозначно свидетельствуют о том, что введение энтеросорбента в корма цыплят-бройлеров оказывает ощутимый эффект в выведении микотоксинов из организма.
Пример 9
Определение эффективности заявленного энтеросорбента в качестве сорбента нитратов и нитритов из организма птицы
Опыт проводят на цыплятах-бройлерах кросса «ИЗА». В суточном возрасте по принципу пар-аналогов формируют контрольную и опытную группы (n=40).
Обе группы подвергают затравке нитратом натрия (NaNO3) из расчета 50 мг NaNO3 на кг корма трижды в течение периода жизни птицы.
Опытной группе, начиная с заселения, скармливают заявленный энтеросорбент, полученный по примеру 2, который добавляют в кормовую смесь методом ступенчатого перемешивания из расчета 0,5% на кг корма.
При забое (через 42 суток) отбирают пробы печени и мышечной ткани. Методы отбора проб и подготовка их к испытанию соответствуют нормативно технической документации (ГОСТ 9792-73), их проводят в соответствии с методиками, прошедшими государственную сертификацию ГОСТ 29300-92 (ИСО 3091-75) для нитрата, ГОСТ 29299-92 (ИСО 2918-75) для нитрита.
Полученные усредненные с 40 голов результаты для контрольной и опытной групп представлены в таблице 9.
| Таблица 9 | |||
| Содержание нитратов и нитритов в органах цыплят-бройлеров | |||
| № п/п | Наименование пробы органа | Нитриты | Нитраты |
| Контрольная группа (усредненные результаты, полученные с 40 голов), мг/кг | |||
| 1 | Мышечные ткани | 7±0,34 | Не обнаружено |
| 2 | Печень | 22,04±0,47 | Не обнаружено |
| Опытная группа (усредненные результаты, полученные с 40 голов) мг/кг | |||
| 1 | Мышечные ткани | 3,56±0,56*** | Не обнаружено |
| 2 | Печень | 5,32±0,17*** | Не обнаружено |
| Примечание: Данные достоверны по сравнению с контрольной группой: * - P≤0,05, ** - Р≤0,01, *** - Р≤0,001 |
Данные таблицы 9 показывают, что содержание нитратов и нитритов в опытной группе достоверно меньше, чем в контрольной, введение энтеросорбента в рацион цыплят-бройлеров позволяет снизить содержание: в мышечной ткани: нитритов почти в 2 раза, в печени - в 4 раза, содержание нитратов в обеих группах обнаружено не было. Это объясняется тем, что в организме птиц нитраты нестабильны и быстро переходят в нитриты.
Пример 10
Определение эффективности заявленного энтеросорбента в качестве сорбента тяжелых металлов из организма птицы
Опыт проводят на цыплятах-бройлерах кросса «ИЗА». В суточном возрасте формируют контрольную и опытную группы по 20 голов каждая.
Обе группы подвергают одновременной затравке ацетатом свинца в дозе 30 мг на 1 кг корма и ацетатом кадмия в дозе 3 мг на 1 кг корма. Корма предварительно обрабатывают 10%-ными растворами ацетатов данных тяжелых металлов, приготовленными на дистиллированной воде. Таким образом, затравку производят каждый раз, как задают корма.
Опытная группа, начиная с заселения, получает энтеросорбент, полученный по примеру 2, из расчета 0,2% на кг корма в качестве добавки к рациону.
После забоя птицы (через 42 суток) отбирают пробы мышечной и костной тканей и определяют содержание свинца и кадмия. Методы отбора проб и подготовка их к испытанию соответствует нормативно-технической документации (ГОСТ 26929-94); их проводят согласно Методическим указаниям по атомно-абсорбционным методам определения токсических элементов в пищевых продуктах 01-19 (47-11-92). Анализ объектов исследования на содержание тяжелых металлов проводят методами, сертифицированными метрологической службой Госстандарта РФ: для свинца (ГОСТ 26932-86), для кадмия - (ГОСТ 26933-86). Исследования органов и тканей птицы на содержание тяжелых металлов проводят на атомно-абсорбционном спектрометре (ГОСТ 30178-96). Полученные результаты представлены в таблице 10.
| Таблица 10 | ||||||
| Содержание тяжелых металлов в мышечной и костной тканях цыплят-бройлеров контрольной и опытной групп | ||||||
| Группа | Показатель | |||||
| Белые мышцы | Красные мышцы | Костная ткань | ||||
| Cd (мкг/г) | Pb (мкг/г) | Cd (мкг/г) | Pb (мкг/г) | Cd (мкг/г) | Pb(мкг/г) | |
| контрольная | 0,252±0,055 | 0,481±0,121 | 0,264±0,054 | 0,712±0,141 | 1,247±0,411 | 5,523±,954 |
| опытная | 0,004±0,06** | 0,125±0,081** | 0,006±0,040** | 0,179±0,156** | 0,087±0,043** | 0,265±0,139 |
| Примечание: Данные достоверны по сравнению с контрольной группой: * - Р≤0,05 ** - Р≤0,01 *** - Р≤0,001 |
Данные таблицы 10 показывают, что содержание кадмия и свинца в опытной группе достоверно меньше, чем в контрольной, введение в рацион цыплят-бройлеров предложенного энтеросорбента позволяет снизить содержание тяжелых металлов:
в белых мышцах: кадмия в 82,6 раз, свинца - 3,7 раз;
в красных мышцах: кадмия в 4 раза, свинца - 4,9 раз;
в костной ткани: кадмия в 16,6 раз, свинца - 20,4 раз.
Пример 11
Определение антиоксидантных свойств заявленного энтеросорбента
Антиоксидантные свойства заявленного энтеросорбента исследуют по его влиянию на процессы перекисного окисления липидов. О степени интенсивности процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ) судят по накоплению вторичных продуктов ПОЛ - малонового диальдегида (МДА) в реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой [Гончаренко, М.С. Метод оценки перекисного окисления липидов / М.С.Гончаренко, A.M.Латинова // Лабораторное дело. - 1985. - №1. - с.60-61].
Опыты проводят на белых крысах. Перед постановкой опытов животных выдерживают на двухнедельном карантине. Подопытным утром однократно дают полнорационный корм из питомника Федерального государственного учреждения Федерального центра токсикологической и радиационной безопасности животных (г.Казань). Воду задают по мере убывания. Подопытные и контрольные группы животных формируют по принципу аналогов. В течение всего опыта животные находились в одинаковых условиях содержания и кормления.
Для экспериментальных исследований используют Т-2 токсин как один из широко распространенных и наиболее опасных микотоксинов. Для оценки эффективности заявленного энтеросорбента используют в качестве препарата сравнения энтеросорбент «Полисорб» производство «ПОЛИСОРБ», Россия.
Опыт провят на 50 самцах нелинейных белых крыс, животных делят на 5 групп по 10 штук:
1 группа - биологический контроль, в течение всего периода опыта получала «чистый» комбикорм, не содержащий микотоксинов;
2 группа - животные в течение всего периода опыта получали «чистый» комбикорм, не содержащий микотоксинов, смешанный с заявляемым энтеросорбентом в количестве 5 г/кг корма;
3 группа - животным задавали «токсичный» корм, контаминированный микотоксином Т-2 (1,0 мг/кг корма);
4 группа - животные получали «токсичный» корм, контаминированный микотоксином Т-2 (1,0 мг/кг корма), смешанный с энтеросорбентом «Полисорб» в количестве 5 г/кг корма;
5 группа - животные получали «токсичный» корм, контаминированный микотоксином Т-2 (1,0 мг/кг корма), смешанный с заявляемым энтеросорбентом, полученным по примеру 2, в количестве 5 г/кг корма.
Заявляемый сорбент был взят в максимальной дозе (5 кг/т корма, согласно инструкции по применению). Для того, чтобы была доза введения одинаковой, в таком же количестве был взят сравниваемый сорбент «Полисорб».
Длительность эксперимента - 10 суток.
Потребление крысами корма и воды во всех группах не различались. Выживаемость во всех группах составила 100%.
На десятые сутки отбирают кровь для исследований путем декапитации у десяти крыс из каждой группы. О степени интенсивности процесса перекисного окисления липидов (ПОЛ) судят по накоплению вторичных продуктов ПОЛ - малонового диальдегида (МДА) в реакции с 2-тиобарбитуровой кислотой (ТБК).
Для исследования отбирают 1,5 мл крови с гепарином. Центрифугированием (5 мин, 3000 об/мин) отделяют плазму от форменных элементов крови. Далее проводят анализ на содержание ТБК-активных продуктов отдельно в плазме и в эритроцитах. Для этого эритроцитарную массу отмывают дважды 10 мл изотонического раствора. После отмывки эритроциты осаждают центрифугированием в течение 10 мин при 3000 об/мин. Отмытые эритроциты гемолизируют в дистиллированной воде в соотношении 1:5. Для исследований отбирают 0,3 мл плазмы и 0,3 мл гемолизата, к которым добавляют по 2,4 мл H2SO4 и 0,3 мл 10% фосфорно-вольфрамовой кислоты, тщательно перемешивают. Через 10 минут образовавшийся осадок отделяют центрифугированием про 3000 об/мин. Супернатант отбрасывают, а полученный осадок промывают дважды 1 мл воды, растворяют в 3 мл воды, добавляют 1 мл свежеприготовленного водного раствора тиобарбитуровой кислоты в уксусной кислоте (80 мг тиобарбитуровой кислоты растворяют при нагревании в 5 мл H2O и 5 мл ледяной уксусной кислоты). Цветную реакцию проводят в закрытых химических пробирках при 96°С. Реакцию прекращают через 60 мин, охлаждая пробы в холодной воде. Для удаления мутности перед спектрофотометрированием пробы центрифугируют в течение 15 минут при 3000 об/мин. Оптическую плотность измеряют на спектрометре СФ-26 при длине волны 532 нм в кюветах с длиной оптического пути 10 мм. В качестве контроля используют дистиллированную воду. Расчет количества малонового диальдегида (МДА) проводят с учетом разведения по формуле С=Е/έ, где Е - оптическая плотность пробы, έ - молярный коэффициент инстинкции, равный 1,56×10-5 моль-1/см-1, С - концентрация МДА, выраженная в мкмолях на 1 мл плазмы и на 1 мл эритроцитарной массы. Значения МДА в плазме и эритроцитах суммируют.
Результаты исследований представлены в таблице 11.
| Таблица 11 | |
| Содержание малонового диальдегида (×10-5 моль-1 см-1) в крови крыс групп 1-5 через 10 суток | |
| Группы | Показатель |
| 1 | 0,784 |
| 2 | 0,724 |
| 3 | 0,971 |
| 4 | 0,892 |
| 5 | 0,823 |
Регистрируют закономерное увеличение содержания малонового диальдегида (МДА) в крови крыс 3-5 групп, получавших «токсический» корм, по сравнению с группами 1 и 2 контроля.
Так, в группе 3 на 10 сутки увеличение содержания МДА по сравнению с контрольной (1) группой составило 23,8%, в группе 4 - на 13,8%, в группе 5 - на 5,0%. В то же время во второй группе наблюдали снижение содержания МДА на 7,65%. Это свидетельствует о более выраженном неспецифическом антиоксидантном действии энтеросорбента в сравнении с Полисорбом.
Содержание малонового диальдегида в крови крыс 4 и 5 групп довольно близки, хотя в 5 группе это значение несколько ниже (0,823×10-5 моль-1 см-1 против 0,892×10-5 моль-1 см-1 для группы, получавшей «Полисорб»), это означает, что заявляемый энтеросорбент более активно связывал перекисные продукты метаболизма, чем «Полисорб».
При изучении адсорбционных свойств заявленного энтеросорбента по отношению к различным видам микроорганизмов (Escherichia coli, Salmonella typhimurium, Staphylococcus aureus, Clostridium perfringes) было установлено, что происходила их значительная адсорбция 63,2-91,8%, что не уступает, а иногда и значительно превосходит адсорбционные свойства прототипа.
Пример 12
Адсорбционное действие заявленного энтеросорбента в отношении микроорганизмов показано на примере культуры Escherichia coli.
За 1 сутки до начала опыта на скошенный мясопептонный агар (МПА) проводят посев культуры Escherichia coli. Посевы помещают в термостат на 24 часа при температуре 37°С. По истечении 24 часов проводят смывы культур стерильной дистиллированной водой, фильтруют через стерильный фильтр и готовят рабочую суспензию микробов, стандартизируя по стандарту оптической плотности в 2 ед. Параллельно готовят рабочую взвесь с заявляемым энтеросорбентом, полученным по примеру 1. Для этого в стерильную пробирку наливают стерильный изотонический раствор 4,5 мл и добавляют 0,5 мл рабочей суспензии культуры и 25 мг стерильного энтеросорбента (количество используемого для опыта энтеросорбента обусловлено максимально рекомендуемой дозой энтеросорбента - 5 г/кг корма; для сохранения указанного соотношения расчет составлял - 5 г/л стерильного изотонического раствора). Рабочую взвесь с заявляемым энтеросорбентом помещают в аппарат для встряхивания проб на 1,5 часа. Далее проводят серийные разведения этой смеси 1:10, 1:100, 1:1000, 1:10000, из которых проводят посевы на МПА в чашки Петри (по три посева на каждое разведение) из пробирки методом «газона» по 0,1 мл получившихся разведений. Чашки помещали в термостат на 24 часа при температуре 37°С.
Параллельно ставят контроли, т.е. выполняют те же действия для:
- пробирки с рабочей суспензией микробов без заявляемого энтеросорбента (основной контроль, по сравнению с которым проводят подсчет адсорбции);
- пробирки с изотоническим раствором и заявляемым энтеросорбентом без микробов (контроль на стерильность, чтобы убедиться в достоверности результатов, что с водой или с заявляемым энтеросорбентом не были внесены другие микробы);
- пробирки с 4,5 мл изотонического раствора, 0,5 мл рабочей суспензии культуры и 25 мг стерильного энтеросорбента-прототипа.
По истечении 24 часов визуально проводят подсчет количества выросших колоний в трех чашках, для подсчета КОЕ брали результаты наибольшего разведения с наименьшим количеством выросших колоний, и выводят средний результат - эту цифру затем умножали на степень разведения, полученную цифру сравнивали с контрольными посевами и разницу цифр считали как адсорбцию и пересчитывали в проценты. Исследования проводили 3-х кратно со стат. обработкой.
По истечению 24 часов визуально проводят подсчет количества выросших колоний в трех чашках, для подсчета KOE брали результаты наибольшего разведения с наименьшим количеством выросших колоний (1:10000), выводят средний результат, который умножают на степень разведения (105), и полученную цифру сравнивают с контрольными посевами.
Разницу считают как адсорбцию и пересчитывают в проценты. Исследования проводят трехкратно с использованием статистической обработки.
Результаты представлены в таблице 12.
| Таблица 12 | ||
| Адсорбционное действие заявленного энтеросорбента в отношении культуры Escherichia coli, KOE/мл (×105) | ||
| KOE/мл | Показатель адсорбционной активности, % | |
| Контроль | 50 | |
| Полисорб (прототип) | 17 | 66 |
| Изобретение | 15 | 70 |
По данным таблицы 12 видно, что адсорбция в отношении Escherichia coli заявленным энтеросорбентом составила 70%, а Полисорбом - 66%, т.е. заявленный энтеросорбент проявляет лучшие адсорбционные свойства в отношении патогенного штамма Escherichia coli по сравнению с прототипом.
Пример 13
Испытания энтеросорбентов проводят с применением продуктов, полученных по примерам 1А, 1Б, 2А, 3А, 4А, аналогично описанию, приведенному в примере 12.
Результаты испытаний приведены в таблице 13.
| Таблица 13 | ||
| Адсорбционное действие заявленного энтеросорбента в отношении культуры Escherichia coli, KOE/мл (×105) | ||
| KOE/мл | Показатель адсорбционной активности, % | |
| Контроль | 50 | |
| Полисорб (прототип) | 17 | 66 |
| Пример 1 | 15 | 70 |
| Пример 1А | 21 | 58 |
| Пример 1Б | 19 | 62 |
| Пример 2А | 19 | 62 |
| Пример 3А | 20 | 60 |
По данным таблицы 13 видно, что адсорбция в отношении Escherichia coli энтеросорбентами, полученными по примерам 1А, 1Б, 2А, 3А составила меньшие значения. Из приведенных данных следует, что размер частиц является существенным фактором, определяющим адсорбционные свойства в отношении патогенного штамма Escherichia coli, и проявляет наилучшие свойства в случае, когда максимальный размер частиц лежит в диапазоне до 45*10-6 м и среднестатический медианный размер 15*10-6 м
Пример 14
Определение эффективности заявленного энтеросорбента в качестве сорбента микотоксинов из организма птицы
Испытания энтеросорбентов в данном примере проводили с применением энтеросорбентов, полученных согласно примерам 1А, 1Б, аналогично описанию, приведенному в примере 8. Аналогично примеру 8 в рацион бройлеров опытной группы вводят с суточного возраста до забоя энтеросорбент, полученный по примеру 1, в количестве 0,1% на кг корма в качестве добавки к рациону. Эффективность сорбции оценивали по содержанию одного из микотоксинов - Афлотоксина В1 проверяли с использованием энтеросорбентов, полученных согласно процедуре, описанной в примерах 1, 1А и 1Б. Результаты приведены в таблице 14.
Таким образом, заявлен полифункциональный энтеросорбент на основе шунгитсодержащего минерального сырья, обладающий высокими сорбционными свойствами в отношении широкого спектра токсических веществ, в том числе микотоксинов, нитратов, нитритов, солей тяжелых металлов, а также проявляющего свойства антибактериального средства и антиоксидантного действия.
Включение данного энтеросорбента в рацион сельскохозяйственных животных и птицы положительно влияют на увеличение привесов, яйценоскость, сохранность, резистентность. Полученные результаты дают основание рекомендовать заявляемый энтеросорбент для профилактики и комплексной терапии токсикозов и заболеваний желудочно-кишечного тракта различной этиологии у сельскохозяйственных животных и птиц.
Полифункциональный энтеросорбент на основе природного кремнийсодержащего минерального сырья, отличающийся тем, что в качестве природного кремнийсодержащего минерального сырья он содержит шунгитсодержащее минеральное сырье с содержанием диоксида кремния 15,0-70,0 мас.%, а среднестатистический медианный размер частиц энтеросорбента составляет 15,0·10-6 м.
