RU2781991C1 - Способ повышения доступности труднорасщепляемых углеводов в рубце жвачных - Google Patents

Способ повышения доступности труднорасщепляемых углеводов в рубце жвачных Download PDF

Info

Publication number
RU2781991C1
RU2781991C1 RU2021131908A RU2021131908A RU2781991C1 RU 2781991 C1 RU2781991 C1 RU 2781991C1 RU 2021131908 A RU2021131908 A RU 2021131908A RU 2021131908 A RU2021131908 A RU 2021131908A RU 2781991 C1 RU2781991 C1 RU 2781991C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rumen
sunflower
availability
khz
hydroxycoumarin
Prior art date
Application number
RU2021131908A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Александрович Мирошников
Елена Владимировна Шейда
Виталий Александрович Рязанов
Артем Владимирович Быков
Галимжан Калиханович Дускаев
Шамиль Гафиуллович Рахматуллин
Георгий Иванович Левахин
Original Assignee
Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" filed Critical Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук"
Application granted granted Critical
Publication of RU2781991C1 publication Critical patent/RU2781991C1/ru

Links

Images

Abstract

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для получения корма из отходов маслоэкстракционного производства подсолнечной лузги для жвачных животных. Способ заключается в измельчении подсолнечной лузги до 1 мм и ультразвуковой обработке при 27 кГц в гидромодуле при 20°С, в течение 15 минут с добавлением 7-гидроксикумарин. Использование изобретения позволит повысить доступность питательных компонентов кормов и улучшить ферментативные процессы в рубце жвачных животных. 1 ил., 4 табл.

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству и предназначено для получения кормового продукта из отходов маслоэкстракционного производства подсолнечниковой лузги для жвачных животных. Предлагаемый способ заключается в измельчении подсолнечниковой лузги до 1 мм и ультразвуковой обработке (27 кГц) в гидромодуле при 20°С, в течении 15 минут с добавлением малых молекул для повышения доступности питательных компонентов кормов и улучшения ферментативных процессов в рубце.
С увеличением использования возобновляемых ресурсов в качестве продовольствия и непродовольственных товаров значительно увеличивается количество побочных продуктов и отходов агропромышленного комплекса. К которым относится лузга подсолнечника, которая на 40% состоит из лигноцеллюлозного волокна [1]. Благодаря развитию ряда наук открываются все новые возможности использования лузги подсолнечника. В исследовании (Gluba L. et al., 2021), говориться об использовании лузги подсолнечника, как биоугля, что улучшает физические, химические и гидрологические свойства почвы [2]. В другом исследовании (Rouilly А. et al., 2006) авторы отмечают о способности лузги подсолнечника подвергнутой экструзии для использования в качестве строительного материала [3].
При введении необработанной лузги в рацион свиней установлено достоверное увеличение содержание азота в фекалиях [4].
Необработанная лузга подсолнечника достаточно трудноперевариваемый корм, поэтому необходима предварительная подготовка данного продукта и включение дополнительных биологически активных веществ для использования в качестве кормового средства животным. Известен способ (RU 2667784) приготовления корма для животных на основе лузги подсолнечника [5]. Способ характеризуется тем, что лузгу подсолнечника измельчают до 1 мм и направляют в фильтровальный агрегат технологического процесса получения масла подсолнечного для получения фильтровальной массы нормативной степени насыщенности, затем массу извлекают из фильтра и загружают в реактор активации для деструкции строения лузги подсолнечника до степени легкоусваиваемой клетчатки для животных. Полученную массу смешивают со шротом подсолнечника и белково-витаминно-минеральной добавкой и формуют вакуумированием с получением готовой продукции. Исходные компоненты берут в определенном соотношении. Использование изобретения позволит получить продукт с высокими качественными показателями. Получение кормового продукта (RU 2120765) из твердых отходов маслобойного производства (подсолнечниковой лузги) для жвачных животных способствует повышению питательности используемых отходов [6]. Предлагаемый способ утилизации заключается в термообработке лузги с добавлением аммиака в количестве 1-2% от массы лузги при 65-75°C в течение 18-20 ч.
Полифенольные соединения растительного происхождения обладают большим количеством биологических и фармакологических свойств [7]. Сообщалось, что несколько природных соединений кумарина, включая скополетин (7 гидрокси-6 метоксикумарин) растительного происхождения, обладают противораковым действием. Было также показано, что родственный, но химически синтезированный кумарин, 4-метил-7-гидроксикумарин, обладает аналогичными противораковыми потенциалами [8]. В исследовании (Popp D. et al., 2015) была произведена оценка воздействия растений богатых кумарином на ферментативные процессы с образованием биогаза и адаптацию микроорганизмов на модели анаэробного реактора с непрерывным перемешиванием [9].
Проведены исследования по определению воздействия кверцетина на течение ферментативных процессов в рубце и установление его антимикробного воздействия [10]. Так авторы установили, что общее производство газа и метана in vitro не было снижено добавлением кверцетина. Также добавление кверцетина не влияло ни на общую концентрацию, ни на молярное соотношение летучих жирных кислот в рубцовой жидкости. Что касается потенциальных оздоровительных эффектов кверцетина, то его применение у коров, особенно в форме более доступного рутина, не сопровождается негативным воздействием на ферментацию в рубце.
Сущность предлагаемого нами способа - приготовление корма для жвачных животных на основе лузги подсолнечника с добавлением малых молекул с целью повышения доступности питательных компонентов рациона в рубце жвачных животных методом предварительной механофизической обработки.
Поставленная задача достигается тем, что в образец корма, представленный измельченной лузгой подсолнечника (механическое измельчение + вода + ультразвуковая обработка (УЗО) при 20°С, 15 минут, 27 кГц) вводят гамма-окталактон, 7-гидроксикумарин и кверцетин дигидрат, в качестве контроля - подсолнечная лузга, подвергнутая механическому измельчению + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц (таблица 1).
Для изучения использовали: Гамма-окталактон, 97%, Sigma-Aldrich (USA), Кумарин - IUPAC (7-гидроксикумарин), молекулярная формула: C9H6O3, Молярная масса: 162.144 г/моль; CAS: 93-35-6, 1391-97-5 (Acros Organic, Belgium); кверцетин дигидрат, 95 % AL33795-1, молекулярная формула: C15H10O7 * 2 H2O, Молярная масса: 338,3 г/моль; CAS: 6151-25-3. Исследуемые вещества вносили непосредственно в рубцовую жидкость, предварительно диспергировали в буферном растворе с помощью ультразвукового диспергатора УЗДН-2 («НПП Академприбор», Россия) (35 кГц, 300 Вт, 10 мкА, 30 мин).
Объектом исследования является рубцовое содержимое, полученное от бычков казахской белоголовой породы с хронической фистулой рубца, средней массой 220-225 кг, в возрасте 9-10 месяцев.
Обслуживание животных и экспериментальные исследования были выполнены в соответствии с инструкциями и рекомендациями российских нормативных актов (1987 г.; Приказ Минздрава СССР №755 от 12.08 1977 «О мерах по дальнейшему совершенствованию организационных форм работы с использованием экспериментальных животных») и «Guide for the Carre and Use of Laboratjry Animals» (National Academy Press, Washington, D.C., 1996). При проведении исследований были предприняты меры, чтобы свести к минимуму страдания животных и уменьшения количества исследованных опытных образцов.
Исследования переваримости сухого вещества (СВ) производили методом in vitro по специализированной методике. В качестве дисперсионной среды была выбрана дистиллированная вода.
После инкубирования производили отбор проб воздуха для определения уровня метана на приборе «Кристаллюкс-2000М» методом газовой хроматографии.
Лабораторные исследования проводили в Испытательном ЦКП ФНЦ БСТ РАН: уровень летучих жирных кислот (ЛЖК) в содержимом рубца определяли методом газовой хроматографии на хроматографе газовом «Кристаллюкс-4000М», определение форм азота по ГОСТ 26180-84.
Численные данные были обработаны с помощью программы SPSS «Statistics 20» («IBM», США), рассчитывали средние (М), среднеквадратичные отклонения (±σ), ошибки стандартного отклонения (±SE). Для сравнения вариантов использовали непараметрический метод анализа. Различия считали статистически значимыми при р≤0,05, р≤0,01, р≤0,001.
В ходе исследований in vitro установлено, что механическое измельчение (1 мм) + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц (1 образец) способствовало переваримости СВ лузги подсолнечника на 40,2%. Дополнительное включение гамма окталактона при инкубировании повышало переваримость СВ на 2 % (р≤0,05), дополнительное введение кверцетина достоверно повышало переваримость на 3,1 % (р≤0,01), а гидроксикумарина на 4,3 % (р≤0,05) (таблица 2).
Концентрация всех обнаруженных летучих жирных кислот в контрольном образце была менее 1,0 мг/дм3 (таблица 3). Уровень ЛЖК максимально повышало введение гидроксикумарина, относительно контроля концентрация уксусной кислоты в рубцовой жидкости повышалась более чем на 99 % (р≤0,01), пропионовой на 98,6 % (р≤0,01), масляной на 96,4%, валерьяновой на 85,2 % и капроновой на 92 % (р≤0,05). Дополнительное введение гаммаокталактона и кверцетина относительно контроля повышало концентрацию ЛЖК, однако относительно кумарина данные показатели оказались значительно ниже.
Активность метаболических процессов в рубце оценивали также по количеству азотистых метаболитов в рубцовой жидкости. В опытных образцах относительно контроля отмечено повышение уровня общего, белкового и аммиачного азота (фигура 1). Включение кумарина способствовало увеличению общего азота на 44,4 %, белкового на 75,6 %, аммиачного на 58,8% относительно контроля.
На фоне повышения ферментативных процессов в рубце при дополнительном включении гидроксикумарина отмечено снижение образования уровня метана (таблица 4). Так в 4 образце концентрация СН4 была достоверно ниже относительно контроля на 10 % (р≤0,001), при этом следует отметить что гаммаокталактон и кверцетин напротив повышали концентрацию аммиака на 44,4 % и 67,7 % (р≤0,05) соответственно.
Таким образом, дополнительное включение малых молекул при использовании лузги подсолнечника, подвергнутой обработке (механическое измельчение + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц), способствует увеличению переваримости СВ рациона, повышению уровня ЛЖК и азотистых метаболитов. Наилучший эффект изучаемых показателей отмечался в 4 образце, при дополнительном включении гидроксикумарина, поэтому использование данного кормового продукта при выращивании молодняка крупного рогатого скота является действенным способом повышения переваримости питательных компонентов корма, увеличению течения ферментативных процессов в рубце и позволит снизить выброс парниковых газов в атмосферу.
Источники информации
1. Geneau-Sbartaï C., Juliette Leyri J., Silvestre F., Rigal L. Sunflower cake as a natural composite: composition and plastic properties / J Agric Food Chem. 2008 Dec 10;56(23):11198-208. doi: 10.1021/jf8011536. DOI: 10.1021/jf8011536.
2. Gluba L., Rafalska-Przysucha A., Szewczak K., Łukowski M., Szlązak R., Vitková J., Kobyłecki R., Bis Z., Wichliński M., Zarzycki R., Kacprzak A., Usowicz B. Effect of Fine Size-Fractionated Sunflower Husk Biochar on Water Retention Properties of Arable Sandy Soil / Materials (Basel). 2021 Mar 10; 14(6):1335. doi: 10.3390/ma14061335.
3. Rouilly A., Orliac O., Silvestre F., Rigal L. New natural injection-moldable composite material from sunflower oil cake / Comparative Study Bioresour Technol. 2006 Mar;97(4):553-61. doi: 10.1016/j.biortech.2005.04.022. Epub 2005 Jun 14.
4. Mpendulo T., Chimonyo M., Ndou S.P., Bakare A.G. Fiber source and inclusion level affects characteristics of excreta from growing pigs / Asian-Australas J Anim Sci. 2018 May;31(5):755-762. doi: 10.5713/ajas.14.0611. Epub 2015 Feb 26.
5. Патент на изобретение RU №2667784 Корм для животных на основе лузги подсолнечника и способ его получения / О.В. Степанова, В.В. Степанов: опубликовано 24.09.2018, Бюл. №27.
6. Патент на изобретение RU №2120765 Способ утилизации подсолнечниковой лузги / Г.Г. Русакова, В.М. Дуборезов: опубликовано 27.10.1998.
7. Sarwar T., Rehman S. U., Husain M.A., Ishqi H.M., Tabish M. Interaction of coumarin with calf thymus DNA: deciphering the mode of binding by in vitro studies / Int J Biol Macromol. 2015 Feb; 73:9-16. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2014.10.017.
8. Bhattacharyya S., Paul S., De A., Das D., Samadder A., Boujedaini N., Khuda-Bukhsh A.R. Poly (lactide-co-glycolide) acid nanoencapsulation of a synthetic coumarin: cytotoxicity and bio-distribution in mice, in cancer cell line and interaction with calf thymus DNA as target / Epub 2014 Nov 11. Toxicol Appl Pharmacol. 2011 Jun 15;253(3):270-81. doi: 10.1016/j.taap.2011.04.010.
9. Popp D., Schrader S., Kleinsteuber S., Harms H., Sträuber H. Biogas production from coumarin-rich plants--inhibition by coumarin and recovery by adaptation of the bacterial community / Epub 2011 Apr 28. Soumya FEMS Microbiol Ecol. 2015 Sep; 91(9):fiv103. doi: 10.1093/femsec/fiv103. Epub 2015 Aug 30.
10. Berger L.M., Blank R., Zorn F., Wein S., Metges C.C., Wolffram S.J. Ruminal degradation of quercetin and its influence on fermentation in ruminants / Dairy Sci. 2015 Aug; 98(8):5688-98. doi: 10.3168/jds.2015-9633. Epub 2015 Jun 17.
Таблица 1
Качественный состав образцов
№ п/п Качественный состав
1 Механическое измельчение + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц
2 Механическое измельчение + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц + гаммаокталактон в дозировке 0,25 мл
3 Механическое измельчение + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц + кверцетин в дозировке 10,0 мг
4 Механическое измельчение + вода + УЗО при 20°С, 15 минут, 27 кГц + 7-гидроксикумарин в дозировке 2,0 мг
Таблица 2
Переваримость сухого вещества лузги подсолнечника in vitro, %
№п/п Переваримость СВ, %
1 40,2±0,11
2 42,2±0,38*
3 43,3±0,19**
4 44,3±0,26*
Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01
Таблица 3
Концентрация летучих жирных кислот в рубцовой жидкости, мг/дм3
№п/п Летучие жирные кислоты, мг/дм3
Уксусная Пропионовая Масляная Валерьяновая Капроновая
1 менее 1,0 менее 1,0 менее 1,0 менее 1,0 менее 1,0
2 160,3±0,22 13,2±0,21 7,69±0,06* 3,72±0,06* менее 1,0
3 124,3±0,14 11,9±0,08* 8,62±0,11 2,21±0,04* 10,6±0,1
4 358,8±0,08** 70,6±0,012** 27,9±0,14 6,68±0,11 12,3±0,08*
Примечание: * - Р≤0,05; ** - Р≤0,01
Таблица 4
Концентрация метана(СН4) в условиях in vitro, моль/л
№п/п Концентрация метана(СН4), моль/л
1 0,02±0,002
2 0,036±0,002*
3 0,062±0,002*
4 0,018±0,001***
Примечание: * - Р≤0,05; *** - Р≤0,001.

Claims (1)

  1. Способ получения кормового продукта из подсолнечной лузги для улучшения ферментативных процессов в рубце молодняка крупного рогатого скота, характеризующийся тем, что подсолнечную лузгу подвергают измельчению до 1 мм и ультразвуковой обработке при 27 кГц в гидромодуле при 20°С, в течение 15 минут с последующим добавлением 7-гидроксикумарина.
RU2021131908A 2021-11-01 Способ повышения доступности труднорасщепляемых углеводов в рубце жвачных RU2781991C1 (ru)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2781991C1 true RU2781991C1 (ru) 2022-10-21

Family

ID=

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804123C1 (ru) * 2023-04-19 2023-09-26 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Кормовая добавка для крупного рогатого скота, улучшающая деструкцию структурных углеводов в рубце

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053687C1 (ru) * 1992-12-29 1996-02-10 Алтайский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт животноводства Кормовая добавка для животных и птиц
RU2120765C1 (ru) * 1997-05-21 1998-10-27 Открытое акционерное общество Волгоградский маслоэкстракционный завод "Сарепта" Способ утилизации подсолнечниковой лузги
RU2667784C1 (ru) * 2017-09-12 2018-09-24 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "РОСТ" Корм для животных на основе лузги подсолнечника и способ его получения

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2053687C1 (ru) * 1992-12-29 1996-02-10 Алтайский научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт животноводства Кормовая добавка для животных и птиц
RU2120765C1 (ru) * 1997-05-21 1998-10-27 Открытое акционерное общество Волгоградский маслоэкстракционный завод "Сарепта" Способ утилизации подсолнечниковой лузги
RU2667784C1 (ru) * 2017-09-12 2018-09-24 Общество с ограниченной ответственностью Научно-производственное объединение "РОСТ" Корм для животных на основе лузги подсолнечника и способ его получения

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2804123C1 (ru) * 2023-04-19 2023-09-26 Федеральное Государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный центр биологических систем и агротехнологий российской академии наук" Кормовая добавка для крупного рогатого скота, улучшающая деструкцию структурных углеводов в рубце

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Jindo et al. Root growth promotion by humic acids from composted and non-composted urban organic wastes
Ma et al. Effect of the ratio of non-fibrous carbohydrates to neutral detergent fiber and protein structure on intake, digestibility, rumen fermentation, and nitrogen metabolism in lambs
Evitayani et al. Study on nutritive value of tropical forages in North Sumatra, Indonesia
Palangi et al. Indictable mitigation of methane emission using some organic acids as additives towards a cleaner ecosystem
Lunsin et al. Effect of urea-and molasses-treated sugarcane bagasse on nutrient composition and in vitro rumen fermentation in dairy cows
Kudrin et al. Biological processing of renewable raw materials resources with regard to the environmental and technological criteria
JP2021507885A (ja) ヒト及び動物の食品用サプリメント成分としてのリグニン画分の使用
JP2015521052A (ja) 動物飼料におけるカラマツの木材抽出物を利用する方法及び組成物
Benke et al. Using manure from cattle fed dried distillers’ grains with solubles (DDGS) as fertilizer: Effects on nutrient accumulation in soil and uptake by barley
RU2781991C1 (ru) Способ повышения доступности труднорасщепляемых углеводов в рубце жвачных
James et al. In vitro degradation of oxalate and of cellulose by rumen ingesta from sheep fed Halogeton glomeratus
RU2366271C1 (ru) Кормовая добавка как лечебно-профилактическое средство для домашних и сельскохозяйственных животных
Atlanderova et al. Stimulation of ruminal digestion of young cattle with oak bark extract (Quercus cortex)
Metwally et al. Effect of inactivated yeast on rumen dry matter degradation and fermentation of low concentrate feed
Hajer et al. Wheat stubble from conventional or conservation agriculture grazed by ewes: Biomass dynamics and animal performances
KR100401486B1 (ko) 미역부산물의 급여에 의한 고품질 한우육의 생산 방법
Kalita et al. Mineral status and their retention in lactating cows in relation to soil, fodder and feed in Kamrup district of Assam
Yadav et al. Comparative study of ammoniated wheat and paddy straws on nutrient utilization and rumen fermentation in cattle
Khejornsart et al. Effect of various chemical treated-rice straws on rumen fermentation characteristic using in vitro gas production technique
KR100886780B1 (ko) 진세노사이드가 다량 함유된 동물의 유즙 및 그의 제조방법
Kusuma et al. Evaluation of gas production kinetics from phyllode and acacia plant (Acacia mangium) pod through fermentation by in vitro gas test
RU2086144C1 (ru) Композиционный корм для сельскохозяйственных животных и способ его приготовления
Perez et al. Chemical composition of leguminous tree foliage and effect of polyethylene glycol on gas production and in vitro digestion parameters
RU2749075C1 (ru) Способ приготовления кормовой добавки из органических отходов
RU2784969C1 (ru) Способ кормления молодняка крупного рогатого скота для повышения ферментативных процессов в его рубце