УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
УКРАЇНСЬКА АКАДЕМІЯ АГРАРНИХ НАУК
ІНСТИТУТ СВИНАРСТВА імені О.В. КВАСНИЦЬКОГО УААН
Зінов’єв Сергій Георгійович
УДК 612;591.1:636.4.084/087
ВПЛИВ МІКРОБІОЛОГІЧНОЇ ФЕРМЕНТАЦІЇ КОРМІВ НА СПІВВІДНОШЕННЯ ВІЛЬНИХ АМІНОКИСЛОТ КРОВІ ПОРОСЯТ ТА ЇХ ФІЗІОЛОГІЧНИЙ СТАН
03.00.13 – фізіологія людини і тварин
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата сільськогосподарських наук
Полтава – 2005
Дисертацією є рукопис
Робота виконана в лабораторії фізіології Інституту свинарства імені
О.В. Квасницького Української академії аграрних наук
Науковий керівник – доктор біологічних наук, професор, академік УААН
Коваленко Віктор Федорович,
Інститут свинарства імені О.В.Квасницького УААН,
завідувач лабораторії фізіології
Офіційні опоненти – доктор біологічних наук
Бусенко Олександр Трохимович,
професор кафедри виробництва молока та яловичини Національного аграрного університету, Кабінет міністрів України
кандидат сільськогосподарських наук
Бондаренко Олена Миколаївна,
доцент кафедри технології виробництва продукції тваринництва Полтавської державної аграрної академії
Провідна установа – Львівська національна академія ветеринарної медицини імені С.З. Гжицького, (Міністерство аграрної політики України), кафедра фізіології.
Захист відбудеться “5” травня 2005 року
о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради (К.44.351.01) при Інституті свинарства імені О.В. Квасницького УААН
36006, м. Полтава, вул. Шведська Могила, 1.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Інституту свинарства
імені О.В.Квасницького УААН 36006, м. Полтава, вул. Шведська Могила, 1.
Автореферат розісланий “29” березня 2005 року.
Вчений секретар
спеціалізованої вченої ради,
кандидат біологічних наук О.І.Підтереба
Загальна характеристика роботи
Актуальність теми. Біосинтез білку в організмі можливий лише за наявності амінокислот, що складають його структуру. Необхідні для синтезу білків амінокислоти L-ряду поступають в організм тварин з кормом або синтезуються в процесі метаболічних перетворень вуглеводів, жирів та азотовмісних сполук. Тварини можуть синтезувати в своєму організмі гліцин, аланін, аспарагінову та глутамінову кислоти, пролін та оксипролін, серин, аргінін та цистеїн. В організмі жуйних, завдяки діяльності мікрофлори травного тракту, синтезується весь набір амінокислот. Більшість мікроорганізмів володіють здатністю синтезувати de novo всі двадцять амінокислот. Вуглецеві скелети амінокислот утворюються з проміжних продуктів обміну [Шлегель Г. 1979; Вальдман А.Р. 1986; Stryer L. 1995; Lovatto P.A., 1999].
Окрім того відомо, що для тварин різних видів, один і той же білковий корм має різну біологічну дію. [Кононский А.И.1984.; Easter R.A. 1984]. Біля третини органічної речовини, що надходить з кормом, в більшості випадків не засвоюється тваринами [Sauer W.C. et al 1986; Ammerman C.B. et al 1995]. Отже, підлягає вирішенню актуальне завдання – зниження втрат шляхом підвищення перетравності корму, а також кращому використанню перетравлених поживних речовин. Одним із засобів його вирішення є додавання певних штамів екзогенних мікроорганізмів в корм для попередньої переробки його та накопичення легко доступних поживних речовин. Під час бродіння відбувається розщеплення мікроорганізмами в кормах речовин високомолекулярної будови (крохмаль, білки, ліпіди) до речовин, що легко засвоюються [Mikkelsen L.L., 1997; Torrallardona D. 2003; Hojberg O., 2003]. Тому доцільним стає вивчення впливу препаратів мікробіологічного походження на якість та поживність кормів, а також на обмін білків у тваринному організмі. Одним з таких мікробіологічних препаратів є “Байкал” ЕМ 1 У, який позитивно впливає на якість силосованих кормів, сприяє покращенню росту тварин, зменшенню їх захворюваності.
[Сидорова З.Н., 2001]. Він також володіє імуностимулюючою дією, здатний знешкоджувати значні кількості ендогенних та екзогенних токсинів. Лактобактерії, які входять до складу ефективних мікроорганізмів, здатні підвищувати активність жовчі, що позитивно впливає на засвоєння жирів та жиророзчинних вітамінів [Елисеев А.М.; 2001, Федоренко В.М., 2001; Шаблин П.А., 2002.; Сиразиев Р.З.,2002.]. Однак, практично відсутні дані про дослідження впливу препарату “Байкал” ЕМ 1 У на динаміку амінокислотного складу крові поросят у зв’язку з використанням оброблених ним кормів, а також фізіологічні процеси їх організму.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота є складовою частиною тематичного плану науково-дослідних робіт Інституту свинарства ім. О.В.Квасницького УААН “Вивчити вплив комплексу біологічно активних речовин на перетравність кормів та вдосконалити технологію штучного осіменіння свиней і трансплантації ембріонів” (№ державної реєстрації 0101U00359).
Мета і завдання дослідження. Метою дисертаційної роботи було вивчити динаміку амінокислотного складу крові поросят та їх фізіологічний стан під впливом ферментованих кормів.
Відповідно до поставленої мети були вирішені такі завдання:
· розроблено наукові основи технології ефективної ферментації кормів ЕМ-препаратом;
· встановлена позитивна дія досліджуваного препарату на амінокислотний склад окремих злакових і бобових кормів та їх суміші;
· вивчено вплив ферментованих кормів на основні гематологічні показники крові;
· вивчена динаміка пулу вільних амінокислот сироватки крові молодняку свиней та їх фізіологічний стан під впливом ферментованих кормів;
· вивчено вплив ферментованих кормів на ступінь засвоєння поживних речовин;
· встановлено взаємозв’язок між вмістом вільних амінокислот у ферментованих кормах та крові молодняку.
Об'єкт дослідження. Динаміка амінокислотного складу крові поросят та їх фізіологічного стану під впливом ферментованих кормів.
Предмет дослідження. Взаємозв’язок між співвідношенням вільних амінокислот крові поросят, фізіологічним станом їх та мікробіологічною ферментацією кормів.
Методи дослідження. Біохімічні, гематологічні, фізіологічні, зоотехнічні.
Наукова новизна одержаних результатів. Вперше розроблено наукові основи ефективної ферментації кормів з використанням препарату “Байкал” ЕМ 1 У з метою збагачення їх амінокислотами.
Виявлено вплив згодовування молодняку свиней кормів, ферментованих препаратом “Байкал” ЕМ 1 У, на біохімічний і морфологічний статус їх крові.
Встановлено суттєві взаємозв’язки між рівнем вмісту вільних амінокислот сироватки крові свиней та ферментованого корму.
Розроблено новий метод, випробувано у виробничих умовах і встановлена його придатність до використання в практичній роботі (Деклараційний патент України № 66045 А).
Практичне значення одержаних результатів. Ферментація кормів з використанням ЕМ-препарату, згідно розробленого способу, сприяє збагаченню їх незамінними та замінними амінокислотами, а також підвищенню продуктивності та покращанню фізіологічного стану молодняку свиней.
Особистий внесок здобувача. Автором особисто виконаний увесь обсяг експериментальних досліджень в Інституті свинарства
ім. О.В.Квасницького УААН. Самостійно проаналізована наукова література за темою дисертації, проведені лабораторні дослідження, статистична обробка одержаного цифрового матеріалу та формулювання висновків. Планування досліджень і обговорення їх результатів здійснено за участю наукового керівника.
Щиро дякуємо генеральному директору ТОВ “ЕМ-центр Україна”,
м. Харків, кандидату технічних наук Костянтину Миколайовичу Пакулову за наданий для досліджень препарат “Байкал” ЕМ 1 У.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи повідомлені і обговорені на: розширених засіданнях вченої ради Інституту свинарства ім. О.В. Квасницького УААН (2002-2004); II Міжнародній науково-практичній конференції “ЭМ-технология. Реальность и перспективы.” (Улан-Уде, Росія 2002); Міжнародній науково-практичній конференції: Дев’яті Каришинські читання “Екологічні проблеми довкілля та шляхи їх вирішення” (Полтава, 2002); ХІ Міжнародному симпозіумі “Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье” (Сімферополь – Алушта, 2002); VIII Українському біохімічному з’їзді (Чернівці, 2002); науково-практичній конференції молодих вчених “Актуальні питання розвитку галузі свинарства та шляхи її реалізації”, присвяченій 100-річю від дня народження вченого селекціонера М.І. Мотійця (Полтава, 2003); Всеукраїнській науково-практичній конференції “Проблеми відтворення та охорони біорізноманіття України” (Полтава, 2004); Міжнародній науково-практичній конференції до 75-річчя ВІТу „Прошлое, настоящее и будущее зоотехнической науки. Свиноводство” (Дубровицы, 2004).
Публікації результатів. За матеріалами дисертації опубліковано 13 наукових праць, з них 5 статей у фахових виданнях, в яких висвітлені основні положення і результати досліджень. Одержано один патент на винахід (Деклараційний патент України № 66045 А).
Структура і обсяг дисертації. Дисертація складається зі вступу, огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, розділів з викладом отриманих результатів досліджень, їх аналізу і узагальнення, висновків, практичних рекомендацій виробництву, списку літератури та додатків. Текст викладено на 205 сторінках комп'ютерного набору (основна частина – 129 сторінок, додатки 38 сторінок), містить 26 таблиць, 19 рисунків, 4 схеми та 4 додатки. Список літератури включає 314 джерел, з них 156 іноземних.
Основний зміст роботи
Матеріали та методи.
Дослідження виконано в умовах лабораторії фізіології та ДДГ „Тахтаулово” Полтавської області згідно зі схемою (табл. 1). У дослідженнях враховувалися біологічні особливості мікроорганізмів, що є основою досліджуваного препарату. Оскільки до складу ЕМ-препарату входять різноманітні штами мікроорганізмів, то для досліджень по ферментації кормів було взято широкий інтервал температур (20°С, 25°С, 30°С). Вивчався також вплив різної кількості препарату (0,1% 0,3% та 0,5% відносно маси корму), що необхідно використовувати для обробки кормів, та тривалість ферментації (0 діб (оброблений але не ферментований), 2 доби, 4 доби та
6 діб). Для виявлення факторів впливу на процеси ферментації кормів, нами було проведено ряд досліджень з вивчення дії різних комбінацій вище вказаних показників на співвідношення вільних амінокислот в різних видах корму, а саме: ячмені, кукурудзі, горосі, сої та їх сумішах.
Для проведення досліджень з вияву впливу ферментованих кормосумішей на морфологічні і біохімічні показники та пул вільних амінокислот крові і на продуктивність свиней полтавської м’ясної породи, використовуючи принцип аналогів, були сформовані 2 групи піддослідних тварин віком 2 місяці по 12 голів у кожній. Умови утримування поросят всіх груп були ідентичні; годівля тварин здійснювалась згідно з нормами Інституту свинарства імені О.В. Квасницького УААН. Одна з груп (дослідна) отримувала збалансований раціон в якому 10% кормів були замінені ферментованим кормом. Згідно зі схемою досліджень вивчали вплив ферментованих кормів на гематологічні показники та пул вільних амінокислот крові поросят (див. табл. 1). Відбір та аналіз зразків крові проводились у 60-, 90- та 120-денному віці згідно з загальноприйнятими методами [І.П. Кондрахін та ін. 1985]. Біохімічні та морфологічні показники крові визначали з використанням таких методів: загальний білок – за біуретовою реакцією [М.А. Базарнова 1990]; білкові фракції – методом електрофорезу на папері в присутності боратного буферу з рН 8,6
[В.В. Меньшиков 1987]; вміст гемоглобіну – ціанідним методом
[М.А. Базарнова 1990]; кількість еритроцитів та лейкоцитів – підрахунком у камері Горяєва [І.П.Кондрахін та ін. 1985]; лейкоцитарну формулу - шляхом візуальної мікроскопії та диференційного підрахунку лейкоцитів у мазках, забарвлених за Романовським-Гімзе [І.П. Кондрахін та ін. 1985]; активність аланін- та аспартат-амінотрансфераз визначали динітрофенілгідразиновим методом за Райтманом-Френкелем [І.П. Кондрахін та ін. 1985].
Таблиця 1.
Загальна схема досліджень
№
п/п | Досліди | Кількість зразків або тварин | Досліджувані показники
1. | Визначення оптимальних умов для ферментації кормів (ячменю, кукурудзи, гороху, сої та їх сумішей) | 184 зразки | Температура ферментації
Тривалість ферментації
Доза препарату
2. | Вивчення динаміки амінокислотного складу окремих кормів та їх сумішей, ферментованих в різних умовах | 184 зразки | Співвідношення вільних амінокислот
3. | Дослідження впливу ферментованих сумішей кормів на морфологічні показники крові | 24 голови | еритроцити;
лейкоцити;
лейкоцитарна формула
гемоглобін.
4. | Дослідження впливу ферментованих сумішей кормів на біохімічні показники сироватки крові | 24 голови | Загальний білок
Альбуміни
Глобуліни
АСТ
АЛТ
5. | Вивчення впливу ферментованих сумішей кормів на вміст амінокислот у сироватці крові молодняку свиней | 24 голови | Співвідношення вільних амінокислот
6. | Вивчення впливу ферментованих сумішей кормів на перетравність поживних речовин та баланс азоту, кальцію і фосфору | 8 голів | Суха речовина, органічна речовина, зола, сирий протеїн, сирий жир, сира клітковина, БЕР, середньодобовий баланс азоту, кальцію і фосфору
7. | Дослідження впливу ферментованих кормів на продуктивність тварин | 24 голови | Інтенсивність росту тварин
Для розподілу суміші амінокислот, що входять до складу рослинних білків, пептидів та фізіологічних рідин (кров), а також для ідентифікації їх кількісного визначення користувалися методом іонообмінної хроматографії з використанням автоматичного аналізатора амінокислот Т-339 (Чехія) [В.Г.Рядчиков, 1978 ; Д.В.Бенсон та Д.А. Патерсон 1979].
У дослідах окремо визначали кількість триптофану в загальному гідролізаті за реакцією з п-диметиламінобензальдегідом [О.І. Єрмакова та Н.П. Ярош 1972].
Перетравність кормів та обмін речовин у дослідних свиней вивчали на тваринах-аналогах у фізіологічному досліді на фоні науково-господарського досліду. Дослід проводили за методикою М.А. Коваленка (1977). Для проведення досліду було відібрано по 4 голови – аналогів полтавської м’ясної породи з урахуванням походження, віку, статі, живої маси та інтенсивності росту. Хімічний склад проб кормів та виділень (кал і сеча) піддослідних тварин визначали за загальноприйнятими в зоотехнії методами [Слуцкий Л.И., 1974; Петухова Е.А. и др., 1989]
Для обробки отриманого цифрового матеріалу застосовувались стандартні методи математичної статистики. Статистичні розрахунки, побудову графіків та діаграм проводили за допомогою комп’ютера з використанням Microsoft Excel та спеціально складених програм
(© Іванищенко Г.Є. 2004) в середовищах Windows 2000 та Windows XP.
Результати досліджень та їх обговорення
Вплив ферментації кормів на їх біологічну цінність. Проводячи ферментацію кормів при різній температурі, кількості препарату та тривалості ферментації виявили, що досліджуваний препарат викликає зміну співвідношення вільних амінокислот у ферментованих кормах. Характерно, що на накопичення вільних амінокислот впливають усі досліджувані параметри.
Було виявлено, що оптимальною температурою для ферментації досліджуваних кормів є 25°С, однак для кожного виду корму доза ЕМ-препарату різна. Так, оптимальною дозою для ферментації ячменю була 0,5% та термін ферментації 6 днів. В цих умовах проходить максимальне збільшення вмісту незамінних амінокислот – лізину в 3 рази, валіну – в 3,2, метіоніну – в 1,9, ізолейцину – в 1,3, лейцину – в 4,7, тирозину – в 2,5 та фенілаланіну – в 4 рази. Зростає також кількість гліцину та аланіну – в 1,3 рази. Зменшується вміст гістидину в 1,8 рази, аспарагінової кислоти – в 3,6, глутамінової кислоти – в 2,4, проліну – в 1,3 та цистину – в 2,3 рази.
Додавання 0,1% препарату позитивно впливає на кількість багатьох незамінних амінокислот у кукурудзі протягом різного терміну ферментації, максимально збільшуючи їх кількість на 4-й – 6-й дні. Так, вміст гістидину та треоніну на 4 день збільшується на 275,22% та 217,65% відповідно, а на 6 день підвищується кількість лізину та ізолейцину на 177,87% та 107,84%. Проте збільшення вмісту валіну і метіоніну на 27,67% та на 47,73% припадає на 2-й день ферментації. Вміст тирозину протягом ферментації достовірно не змінюється. Звертає на себе увагу той факт, що кількість практично всіх замінних амінокислот зменшується, за винятком аргініну, проліну та глутамінової кислоти.
Якщо для ферментації гороху додати 0,3% препарату, то це призводить до підвищення кількості всіх незамінних амінокислот на 4-й та
6-й дні, окрім валіну, вміст якого зменшується на 17,8% - 28%. Так, вміст лізину підвищується порівняно з контролем на 267,2% – 284,6%, гістидину – на 184,7% - 172,8%, треоніну – на 787,6% - 1120%, метіоніну – на 81% - 91,4%, ізолейцину – на 1704% - 2160%, лейцину – на 568,7% - 625%, тирозину – на 485% - 616% та фенілаланіну – на 206,6% - 300,0%. Серед замінних амінокислот спостерігається підвищення вмісту серину на 660%, проліну – більше, ніж на 500%, гліцину – на 160%, аланіну – на 97% та цистину – на 430%. Знижується вміст аргініну на 40%, аспарагінової кислоти на 77%, глутамінової – на 67%.
Ферментація сої препаратом в кількості 0,3% призводить до накопичення амінокислот. Так, на 4-й день кількість лізину зростає на 292,40%, треоніну – на 704%, валіну – на 65,56%, метіоніну – на 265,7%, ізолейцину – на 40,32%, тирозину – на 521,21%. Проте рівень більшості з них на 6-й день починає знижуватися, але залишається вищим, ніж у контролі. Треба також відмітити зниження на 16,8% - 38,46% кількості гістидину протягом всього терміну ферментації. На 4-й день знижується також кількість фенілаланіну на 19,1%, хоча на 6-й день ферментації його вміст зростає на 22,19%. Вміст замінних амінокислот змінюється в бік зменшення, за виключенням аргініну, кількість якого дещо зростає.
Ферментація кормосуміші призводить до зміни співвідношень між замінними та незамінними амінокислотами. Причому характерним є те, що вміст майже всіх амінокислот зростає, якщо брати оптимальну кількість препарату – 0,3%. Особливо підвищується вміст лізину, аспарагінової кислоти, аргініну, треоніну, аланіну та лейцину. Позитивним в даному випадку є те, що спостерігається збільшення вмісту майже всіх незамінних амінокислот за виключенням валіну.
Якщо порівняти дані літератури [Baker D.H. 1994; Chung T.K. 1992; Gatel, F., 1992; Knabe D.A. 1996; Knabe D.A., et al 1996; Tanksley T.D. 1984; NRC-1998; Аверкиева О. 2002] щодо “ідеального протеїну” та результати наших експериментів, то видно, що ферментація злакових і бобових кормів не тільки збагачує їх амінокислотами, але і наближає співвідношення між ними близько до “ідеального протеїну”. Оскільки лізин в раціонах свиней є першою лімітуючою амінокислотою для свиней, то в концепції ідеального протеїну його приймають за точку відліку. Ферментація гороху призводить до зниження відносного рівня метіоніну, валіну та гістидину. Вміст аргініну хоча і зменшується, порівняно з контролем, але залишається досить високим. Одночасно відбувається збільшення вмісту ізолейцину, лейцину та тирозину, що сприяє більш повному їх використанню організмом тварини за рахунок наближення їх співвідношення до оптимального (рис. 1).
В окремих дослідженнях, згідно методики, вивчали вплив ЕМ-препарату на кількісний вміст триптофану в кормах. Були встановлені оптимальні умови ферментації корму (температура, кількість ЕМ-препарату та тривалість ферментації), за яких відбувається максимальне збільшення кількості триптофану і виявлено, що найбільше зростання його вмісту спостерігається при температурі 30°С.
Рис. 1. Співвідношення амінокислот у неферментованому і ферментованому горосі та “ідеальному протеїні” (лізин – 100).
Вплив ферментованих ЕМ-препаратом кормів на біохімічні та морфологічні показники крові. Згодовування тваринам ферментованих кормів стимулювало у них функціональний стан печінки, що проявлявся посиленням синтезу сироваткового альбуміну та підвищенням його рівня в сироватці крові 120-ти денних поросят в 1,3 рази (табл. 2). Використання ЕМ-препарату сприяло збільшенню вмісту гемоглобіну від (120,00±4,32) г/л до (132,00±5,28) г/л та еритроцитів від (6,20±0,28) млн/мм3 до
(7,80±0,31) млн/мм3, хоча у тварин контрольної та дослідної груп вміст їх знаходився в межах норми. У поросят другої групи в кінетиці показників лейкограми відбувалося певне підвищення загальної кількості лейкоцитів від (10,40±0,41) тис/мм3 до (12,50±0,51) тис/мм3 за рахунок збільшення вмісту лімфоцитів та моноцитів. У контрольних тварин кількість лейкоцитів зростала внаслідок збільшення кількості еозинофілів.
Встановлено, що у дослідних тварин спостерігається тенденція до підвищення активності аланінамінотрансферази від (0,45±0,02) мкмоль/год?мл до (0,59±0,01) мкмоль/год?мл. Активність аспартатамінотрансферази теж дещо підвищується в дослідній групі від (0,65±0,03) мкмоль/год?мл до (0,89±0,03) мкмоль/год?мл, хоч одержані дані залишаються теж в межах норми.
В результаті згодовування тваринам ферментованих кормів відбувається підвищення кількості г-глобулінів від (22,00±0,88)% до (26,20±0,97)%, що свідчить про покращання резистентності організму. Кількість загального білку сироватки крові піддослідних тварин порівняно з контролем теж збільшилась від (62,30±2,49) г/л до (70,50±2,82) г/л.
Таблиця 2.
Деякі морфологічні та біохімічні показники крові поросят, що отримували ферментовані корми протягом 2-х місяців, M±m, n=5
Показники | Контроль | Дослід | Норма
Еритроцити, млн./мм3 (1012/л) | 6,20±0,28 | 7,80±0,31 | 6-8
Лейкоцити, тис./мм3 (109/л) | 10,40±0,41 | 12,50±0,51 | 8 – 14
Гемоглобін, г/л | 120,00±4,32 | 132,00±5,28 | 80 – 140
Загальний білок, г/л | 62,30±2,49 | 70,50±2,82 | 65 – 87
альбуміни, % | 40,00±1,60 | 50,45±1,92 | 40 – 55
1-глобуліни, % | 8,00±0,32 | 7,10±0,28 | 6 – 8
2-глобуліни, % | 10,10±0,40 | 9,00±0,36 | 8 – 12
-глобуліни, % | 16,00±0,64 | 18,0±0,72 | 16 – 21
-глобуліни, % | 22,00±0,88 | 26,20±0,97 | 17 – 25
А/Г | 0,71 | 0,84 | 0,83 – 0,85
АСТ мкмоль/год?мл | 0,65±0,03 | 0,89±0,03 | 0,56 – 0,84
АЛТ мкмоль/год?мл | 0,45±0,02 | 0,59±0,01 | 0,2 – 0,42
Спостерігається поліпшення деяких морфологічних та біохімічних показників крові піддослідних поросят, хоча всі вони також залишаються в межах фізіологічної норми.
Динаміка зміни пулу вільних амінокислот сироватки крові свиней під впливом препарату “Байкал” ЕМ 1 У. В крові, що була взята у поросят кожної групи, відмічено позитивний вплив ферментованих кормів на співвідношення замінних та незамінних амінокислот (рис. 2 і 3). Кількість вільних амінокислот, як замінних, так і незамінних, змінюється в залежності від тривалості згодовування тваринам корму.
Перед початком згодовування ферментованого корму тваринам, вміст замінних та незамінних амінокислот у свиней обох груп знаходився приблизно на однаковому рівні.
Після місячного згодовування ферментованих кормів спостерігається тенденція до деякого зменшення вмісту незамінних та замінних амінокислот у сироватці крові свиней, зокрема, аргініну, треоніну, серину, валіну, лейцину та фенілаланіну (див. рис. 3). Відбувається також достовірне зменшення вмісту лізину від (8,898,89) мкмолей/100г до (6,560,33) мкмолей/100г, лейцину від (12,790,64) мкмолей/100г до
(10,570,53) мкмолей/100г та аспарагінової кислоти від
(10,080,50) мкмолей/100г до (7,040,35) мкмолей/100г.
Рис. 2. Зміна вмісту вільних незамінних амінокислот сироватки крові 90-то денних поросят під впливом ферментованих кормів, M±m; n=5,
Примітка: * – р < 0,05 по відношенню до контролю
Поряд з цим достовірно збільшується вміст лише цистину від
(2,690,13) мкмолей/100г до (4,880,24) мкмолей/100г (р < 0,05). Загальна кількість амінокислот крові зменшується від (282,2114,11) мкмолей/100г до (265,7113,29) мкмолей/100г. Можна припустити, що таке зменшення відбувається в результаті того, що тварини отримували ферментовані корми які сприяли більш ефективному використанню вільних амінокислот на синтез білків тіла.
Після двомісячного згодовування (див. рис. 3) відбувається збільшення кількості незамінних та замінних амінокислот. Так, порівнюючи з контролем, у крові свиней дослідної групи збільшується вміст лізину від (5,400,27) мкмолей/100г до (7,770,39) мкмолей/100г, ізолейцину від (8,910,45) мкмолей/100г до (12,700,63) мкмолей/100г, лейцину від (10,570,53) мкмолей/100г до (13,250,66) мкмолей/100г, фенілаланіну від (6,700,34) мкмолей/100г до (10,210,51) мкмолей/100г, серину (10,170,51) мкмолей/100г до (20,911,05) мкмолей/100г, аланіну від (34,451,72) мкмолей/100г до (58,752,94) мкмолей/100г, глутамінової кислоти від (36,031,80) мкмолей/100г до (57,822,89) мкмолей/100г та аспарагінової кислоти від (4,620,23) мкмолей/100г до (7,410,37) мкмолей/100г, а зменшується – гістидину від (8,750,44) мкмолей/100г до (7,200,36) мкмолей/100г та гліцину від (80,204,01) мкмолей/100г до (63,683,18) мкмолей/100г. Загальний вміст амінокислот у крові зростає від (287,1814,36) мкмолей/100г до (326,0216,30) мкмолей/100г (р < 0,05 та 0,01).
Рис. 3. Зміна вмісту вільних незамінних амінокислот сироватки крові 120-ти денних поросят під впливом ферментованих кормів, M±m; n=5,
Примітка: * – р < 0,05 по відношенню до контролю
Очевидно, відбувається поступове насичення крові амінокислотами у тварин, що одержували ферментований корм.
Перетравність поживних речовин раціонів та баланс азоту, кальцію і фосфору при використанні кормів, ферментованих препаратом “Байкал”ЕМ 1 У. Аналіз одержаних даних фізіологічного балансового досліду свідчить про те, що у поросят, які споживали ферментовані корми, коефіцієнти перетравності всіх основних поживних речовин були досить високими (табл. 2). Так, коефіцієнт перетравності сухої речовини контрольної групи складав (79,62±3,98)%, а в дослідній – (82,32±4,12)%. Перетравність органічної речовини знаходилася на рівні (79,33±3,97)% в контрольній та (79,59±3,98)% – в дослідній групах. Проте, спостерігалося значно краще засвоєння неорганічного компоненту раціонів з ферментованими кормами. Так, коефіцієнт перетравності неорганічної речовини в контрольній групі складав (33,16±1,66)%, а в дослідній – (58,67±2,93)% (p < 0,01).
Додавання ферментованих кормів сприяло також деякому підвищенню перетравності протеїну – від (81,21±4,06)% у контрольній групі до (85,9±4,29)% - у дослідній групі, проте одержані дані виявилися не достовірними. Коефіцієнт перетравності жиру був достовірно вищим у дослідній групі – 33,85±1,69%, ніж у контрольній – (44,49±2,21)% (p < 0,05). Перетравність клітковини в обох групах була досить низькою і становила (19,17±0,95)% у контрольній та (14,78±0,73)% у дослідній (p < 0,05). В той же час перетравність БЕР була високою і складала в середньому близько 90% в обох групах тварин (див табл. 3).
Отже, у тварин дослідної групи активується процес перетравлення протеїну, значно краще засвоюються неорганічні речовини та сирий жир, хоч і дещо погіршується перетравність сирої клітковини, що в цілому свідчить про посилення обмінних процесів у організмі свиней та краще засвоєння ними поживних речовин.
Таблиця 3
Коефіцієнти перетравності поживних речовин, %, М±m, n=4
Показник | Групи тварин
І (контрольна) | ІІ (дослідна)
Суха речовина | 79,62±3,98 | 82,32±4,12
Органічна речовина | 79,33±3,97 | 79,59±3,98
Неорганічна речовина | 33,16±1,66 | 58,67±2,93* (+25,51%)
Сирий протеїн | 81,21±4,06 | 85,90±4,29 (+4,69%)
Сирий жир | 33,85±1,69 | 44,49±2,21* (+10,64%)
Сира клітковина | 19,17±0,95 | 14,78±0,73* (-4,39%)
БЕР | 89,91±4,50 | 90,46±4,52
* – р < 0,05 по відношенню до контролю
Поросята контрольної і дослідної груп споживали практично однакову кількість азоту (табл. 4). Проте виділення його з калом в контрольній групі більше. Про краще використання азоту дослідними тваринами при додаванні до раціону ферментованого корму свідчать показники відкладеного азоту. Таким чином, дані про баланс азоту підтверджують, що ферментовані корми мають дещо вищу протеїнову цінність порівняно з контролем.
Результати вивчення балансу кальцію і фосфору в залежності від типу згодовуваного корму (неферментований чи ферментований) в раціонах поросят наведені в табл. 5.
Таблиця 4.
Середньодобовий баланс азоту на голову, М±m, n=4
Показник | Групи тварин
І (контрольна) | ІІ (дослідна)
Спожито з кормом, г | 29,16±1,46 | 30,60±1,53
Виділено з калом, г | 7,99±0,39 | 6,97±0,35
Перетравлено, г | 21,17±0,95 | 23,63±1,05
Виділено з сечею, г | 6,80±0,34 | 6,95±0,35
Утрималось в тілі, г | 14,37±0,72 | 16,68±0,83* (+2,31 г)
% від прийнятого | 49,28±2,46 | 54,50±2,73 (+5,25%)
% від перетравленого | 67,88±3,40 | 70,58±3,52 (+2,70%)
* – р < 0,05 по відношенню до контролю
Тварини контрольної і дослідної груп споживали практично однакову кількість кальцію та фосфору. В тілі тварин контрольної групи кальцію утрималось – (0,777±0,039) г, а дослідної (1,277±0,064) г, фосфору відповідно – (1,125±0,056) г та (1,922±0,096) г. Отже, використання ферментованих кормів сприяло кращому засвоєнню кальцію та фосфору.
Таблиця 5
Середньодобовий баланс кальцію і фосфору на голову, М±m, n=4
Показник | Групи тварин
І (контрольна) | ІІ (дослідна)
Кальцій
Перетравлено, % | 35,37±1,76 | 48,84±2,44*
% від прийнятого | 33,72±1,69 | 46,47±2,32*
% від перетравленого | 95,34±4,79 | 95,16±4,76
Фосфор
Перетравлено, % | 36,37±1,81 | 58,10±2,91*
% від прийнятого | 30,74±1,53 | 49,43±2,47*
% від перетравленого | 84,52±4,23 | 85,08±4,25
* – р < 0,05 по відношенню до контролю
Таким чином, підсумовуючи результати проведеного фізіологічного балансового досліду можна зробити висновок про те, що введення у раціон ферментованих кормів сприяє кращому їх перетравленню та всмоктуванню і призводить до скоординованої дії всього функціонального ланцюга, наступною ланкою якого є проміжний обмін і виділення.
Вплив препарату “Байкал”ЕМ 1 У на продуктивність свиней. Протягом дослідного періоду у тварин контрольної і дослідної груп відмічена відносно висока інтенсивність росту, динаміка живої маси, абсолютний і середньодобовий приріст. Однак у поросят, що отримували ферментований корм протягом 30-ти днів середньодобовий приріст був на 15,32% вищим, ніж у контрольних тварин. Після 60-ти денного використання ферментованого корму (у 120-ти денному віці) середньодобовий приріст зріс на 17,63%. В середньому за весь період досліду збільшення середньодобових приростів складало 16,42%. Індекс інтенсивності формування тварин за Свечиним в контрольній групі становив 21%, в дослідній – 47%. Застосування ферментованих кормів підвищило рентабельність виробництва свинини з 67,97% у контрольній групі до 96,92% у дослідній групі.
Одержані результати, очевидно, можна пояснити більш ефективним використанням ферментованих кормів, які сприяють інтенсифікації фізіологічних процесів в організмі поросят.
Динаміка кореляційних взаємодій між амінокислотами сироватки крові та ферментованими кормами в процесі їх використання. Для визначення якісної сутності одержаних результатів ми обчислювали коефіцієнти кореляції між параметрами, що визначалися. Бралися до уваги тільки статистично вірогідні коефіцієнти кореляції, що вказують на середній (r = 0,5) або сильний (r = 0,7) зв’язок.
Виявилося, що тривалість використання ферментованого корму має суттєві взаємозв’язки з гістидином (r=-0,70, р < 0,001), аргініном (r=0,82, р < 0,001), аспарагіновою кислотою (r=0,81, р < 0,001), треоніном (r=0,79, р < 0,001), проліном (r=0,88, р < 0,001), валіном (r=0,71, р < 0,001) та метіоніном (r=0,91, р < 0,001).
Також виявлені значні кореляційні зв’язки між амінокислотами сироватки крові та ферментованого корму. Наприклад, лізин проявляє сильну кореляцію з аспарагіновою кислотою (r=0,95, р < 0,001), серином (r=0,70, р < 0,001), цистином (r=-0,79, р < 0,001), валіном (r=0,88, р < 0,001), метіоніном (r=-0,75, р < 0,001) та лейцином (r=0,81, р < 0,001). Метіонін має виражену кореляцію з лізином (r=-0,75, р < 0,01), аргініном (r=0,82, р < 0,01), аспарагіновою кислотою (r=-0,89, р < 0,001), треоніном (r=0,85, р < 0,01), проліном (r=0,90, р < 0,001), гліцином (r=0,83, р < 0,001), валіном (r=0,87, р < 0,001). Аспарагінова кислота корелює з проліном (r=-0,81, р < 0,001), валіном (r=0,92, р < 0,001), метіоніном (r=-0,89,
р < 0,001), лейцином (r=0,71, р < 0,01). Глутамінова кислота виявляє кореляцію з гістидином (r=-0,71, р < 0,01), серином (r=0,85, р < 0,01), аланіном (r=0,80, р < 0,001), та фенілаланіном (r=0,95, р < 0,001).
Підсумовуючи одержані результати слід констатувати, що отримані дані свідчать про значні взаємозв’язки між параметрами, вивченню яких присвячені наші дослідження. Це говорить про існування залежності між зміною амінокислотного складу ферментованого корму та пулом вільних амінокислот сироватки крові поросят.
ВИСНОВКИ
У дисертації наведено теоретичне узагальнення та наукове обґрунтування взаємозв’язку між пулом вільних амінокислот крові, фізіологічним станом, ростом і розвитком поросят та тривалістю використання і складом кормів, ферментованих мікробіологічним препаратом „Байкал”ЕМ 1 У.
1. На основі досліджень, проведених з використанням ферментованих злакових та бобових кормів і їх сумішей в годівлі поросят віком 2-4 місяці, установлено нові особливості використання мікробіологічних препаратів з метою збагачення раціонів амінокислотами, покращання фізіологічного стану та підвищення продуктивності свиней.
2. Розроблені оптимальні параметри ферментації різних кормів та їх сумішей з використанням мікробіологічного препарату, а саме: його доза, температура та тривалість ферментації.
3. Введення до раціону поросят ферментованого корму сприяє активізації обміну білків і посиленню резистентності їх організму, про що свідчить підвищення в крові кількості еритроцитів на 25% - 26%, гемоглобіну – на 6% - 10%, лейкоцитів – на 32% (p < 0,05), загального білку на 6% - 13%, альбумінів – на 26% (р < 0,05) та г-глобулінів – на 19% (р < 0,05).
4. Використання для годівлі поросят ферментованих кормів посилює в їх організмі процеси переамінування. Так, активність АСТ підвищується на 36% – 39% (р < 0,05), АЛТ – на 13% – 31% (р < 0,05), проте залишається в межах фізіологічної норми.
5. Згодовування поросятам ферментованого корму протягом 60-ти днів сприяє зростанню вмісту вільних амінокислот у крові на 19,79% порівняно з інтактними тваринами.
6. Встановлено істотні кореляційні зв’язки (r?0,7) між амінокислотним складом ферментованого корму і тривалістю його згодовування та пулом вільних амінокислот сироватки крові поросят.
7. Використання ферментованих кормів сприяє покращанню коефіцієнту перетравності сухої речовини на 2,70%, неорганічної речовини – на 25,51% (р < 0,05), протеїну – на 4,69%, жиру – на 10,64% (р < 0,05). Поліпшується також засвоєння, азоту – на 5,25%, кальцію – на 13,05% (р < 0,05), фосфору –на 18,69% (р < 0,05).
8. Використання ферментованих кормів для поросят сприяє підвищенню їх середньодобових приростів на 16,42% (р < 0,05).
Практичні рекомендації
1. Враховуючи виявлений позитивний вплив мікробіологічного препарату „Байкал”ЕМ 1 У на амінокислотний склад кормів та фізіологічний стан поросят, пропонується застосовувати його для ферментації зерна злакових бобових та їх сумішей.
2. Одержані експериментальні дані виконаної роботи можуть бути використані, як довідковий матеріал, у діяльності науково-дослідних та виробничих лабораторій.
3. Матеріали дисертації доцільно включати в навчальні програми вищих навчальних закладів при вивченні таких дисциплін як фізіологія сільськогосподарських тварин, годівля сільськогосподарських тварин, кормовиробництво та мікробіологія.
Список опублікованих праць за темою дисертації
1. Коваленко В.Ф., Яценко Л.И., Зиновьев С.Г. Влияние препарата “Байкал ЭМ-1-У” на биологическую ценность кормов // ЭМ-технология. Реальность и перспективы. Материалы II Международной научно-практической конференции. Улан- Уде, 2002., С. 106-110. (Безпосередньо дисертанту належить проведення ферментації кормів та визначення їх амінокислотного складу).
2. Коваленко В.Ф., Зінов’єв С.Г., Яценко Ю.В. Технологія ефективних мікроорганізмів як фактор збереження довкілля. // Екологічні проблеми довкілля та шляхи їх вирішення. Міжнародна науково-практична конференція. Дев’яті Каришинські читання. Полтава., 2002., С.131-133. (Дисертанту належать дані про роль мікроорганізмів у збереженні довкілля, написання тексту статті).
3. К.Н. Пакулов, В.Ф. Коваленко, Л.И. Яценко, С.Г. Зиновьев Новому столетию – экологически чистые технологии. // Материалы ХІ Международного симпозиума “Нетрадиционное растениеводство. Эниология. Экология и здоровье”. Симферополь, 2002., С. 20 – 23. (Особисто дисертантом проведено аналіз наукової літератури та обговорення даної проблеми).
4. С.Г. Зінов’єв Вплив мікроорганізмів на якість та поживність кормів. // Український біохімічний журнал. – том 74., №4б. – 2002. Матеріали VIII Українського біохімічного з’їзду. Чернівці.
5. Коваленко В.Ф., Зінов’єв С.Г., Яценко Л.І. Екологія та проблеми міжвидових комунікацій. // Збірник наукових праць Полтавського педуніверситету, випуск 3(24). – серія “Екологія. Біологічні науки”. – 2002. (Дисертантом було проведено збір даних про співвіснування патогенних та корисних мікроорганізмів, роль ефективних мікроорганізмів у збереженні довкілля).
6. Зінов’єв С.Г. Вивчення впливу ефективних мікроорганізмів на кількісне співвідношення амінокислот в кормах // Вісник Полтавської державної аграрної академії. – 2002. – № 5 – 6. – С. 105 – 107.
7. Коваленко В.Ф., Зінов’єв С.Г. Динаміка вмісту амінокислот у кормах, ферментованих мікроорганізмами. // Вісник аграрної науки.-2003.-№6. – С.31-34. (Безпосередньо дисертанту належить визначення амінокислотного складу кормів, аналіз цифрового матеріалу та написання тексту статті).
8. Зінов’єв С.Г. Динаміка вмісту триптофану в кормах залежно від умов ферментації препаратом Байкал-ЕМ-1-У // Науковий вісник національного аграрного університету. 2003.-вип.63.-С.33-38.
9. Коваленко В.Ф., Зиновьев С.Г., Ксёнз И.Н., Песоцкая В.В. Эффективные микроорганизмы – проблемы и находки // Надежда планеты., №12, 2002., С.14 –16.(Дисертант провів ферментацію кормів та відбір зразків зі шлунково-кишкового тракту).
10. Зінов’єв С.Г. Ефективні мікроорганізми як складова частина біорізноманіття Землі // Всеукраїнська студентська науково-практична конференція “ Проблеми відтворення та охорони біорізноманіття України”. Полтава, 2004. – С.258-260.
11. Зінов’єв С.Г. Вплив препарату Байкал-ЕМ-1-У на продуктивність та гематологічні показники свиней // Науковий вісник національного аграрного університету, К., - вип.. 72. – 2004. – С.40-45.
12. Зінов’єв С.Г. Динаміка вільних амінокислот сироватки крові свиней під впливом препарату „Байкал – ЕМ – 1 – У” // Вісник аграрної науки. – 2004. – №8. – С. 78-80.
13. Коваленко В.Ф., Зиновьев С.Г. Влияние ферментации кормов ЭМ-препаратом на биохимический статус сыворотки крови свиней // Прошлое, настоящее и будущее зоотехнической науки. Свиноводство // Материалы междунородной научно-практической конференции к 75-летию ВИЖа / Труды ВИЖа. – Вып.. 62. – Т. 2. – Дубровицы, 2004. – С. 77 – 81. (Безпосередньо дисертанту належить проведення ферментації кормів, визначення біохімічних показників крові та написання тексту статті).
14. Коваленко В.Ф., Зінов’єв С.Г. та ін. Спосіб підвищення поживності кормів / Деклараційний патент України № 66045 А з пріоритетом від 15.04.2004, бюлетень № 4. (Дисертанту належить розробка способу, що описаний в патенті).
АНОТАЦІЯ
Зінов’єв С.Г. Вплив мікробіологічної ферментації кормів на співвідношення вільних амінокислот крові поросят та їх фізіологічний стан. – Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.13 – фізіологія людини і тварин. Інститут свинарства імені О.В.Квасницького УААН, м. Полтава, 2005 рік.
Ферментація препаратом „Байкал” ЕМ 1 У в оптимальних умовах монокормів – ячменю, кукурудзи, гороху, сої та їх кормосумішей призводить до накопичення в них вільних амінокислот та покращанню їх співвідношення.
Такі корми сприяють покращанню гематологічних показників. Виявлено, що, на початку досліду вміст вільних амінокислот у крові поросят був на однаковому рівні як у контрольних так і у піддослідних тварин. Після місячного використання ферментованих кормів вміст вільних амінокислот у дослідній групі дещо знизився, а потім з продовженням годівлі до двох місяців, рівень вмісту амінокислот почав підвищуватися. Встановлено істотні кореляційні зв’язки (r?0,7) між амінокислотним складом ферментованого корму і тривалістю його згодовування та пулом вільних амінокислот сироватки крові поросят. Ферментація кормів покращує перетравність поживних речовин та засвоєння азоту, кальцію і фосфору. Позитивно позначається і на продуктивності свиней – середньодобові прирости піддослідних тварин були вищі на 16,42% (р < 0,05), порівнюючи із контрольними.
Ключові слова: „Байкал” ЕМ 1 У, амінокислоти, білки, мікроорганізми, ферментований корм, сироватка крові, біохімічні та морфологічні показники крові, поросята, ферментація, перетравність, кореляційні зв’язки.
АННОТАЦИЯ
Зиновьев С.Г. Особенности влияния микробиологической ферментации кормов на соотношение свободных аминокислот сыворотки крови поросят и их физиологическое состояние. – Рукопись.
Диссертация на соискание ученой степени кандидата сельскохозяйственных наук по специальности 03.00.13 – физиология человека и животных. Институт свиноводства имени А.В. Квасницкого УААН, г. Полтава, 2004 год.
Диссертация
