Способ снижения концентрации токсических элементов в мышечной ткани рыб
METHOD FOR REDUCING THE CONCENTRATION OF TOXIC ELEMENTS IN THE MUSCLE TISSUE OF FISH

Изобретение относится к кормопроизводству, в частности к способам приготовления кормов для рыб.
Известен способ снижения концентрации токсических элементов из организма животных с помощью введения в рацион кальция иодида, монокальция фосфата, меди сульфата и алюмосиликата – в дозе 100 г/гол в течение 15 дней (Буренкова И.Н. Содержание тяжелых металлов в объектах внешней среды зоны выбросов Троицкой ГРЭС и коррекция их выведения из организма крупного рогатого скота: Автореферат  диссертации кандидата ветеринарных наук – Троицк, 1997. - 23 с.).
Недостатком способа является её ограниченная область применения, так как используется только для крупного рогатого скота.
Известен способ снижения концентрации токсических элементов из организма животных с помощью введения в рацион серы элементарной в дозе 3,3 г на 100 кг живой массы по схеме 2 раза в день по 5 дней с интервалом 5 дней (Шакирова С.С. Содержание тяжелых металлов в зоне выбросов Южно-Уральской ГРЭС и ветеринарно-санитарная экспертиза молока: Автореферат  диссертации кандидата ветеринарных наук. – Троицк, 1998 – 22 с.).
Недостатком способа является её ограниченная область применения, а именно, используется только для кормления молочных коров.
Известна кормовая добавка  «Биовитос» (RU 2131677, A23K 1/16, A23K 1/17, 1999 г.), содержащая для снижения концентрации токсических элементов из организма животных биосорбент природного происхождения на основе дрожжей столовых и шампанских вин и антибиотик (производные тетрациклина),  в соотношении от 5:995 до 50:950.
Недостатком кормовой добавки является использование антибиотика, который нарушает микробиоценоз организма животных, ухудшает процесс пищеварения и усиливает нагрузку на печень и почки.
Известен способ снижения концентрации токсических элементов из организма животных (RU 2336719,  A23K 1/00, A23K 1/16, 2008 г.) с помощью  введения в рацион альгината натрия или пектина свекловичного или каррагинана, в количестве 3 % от основного рациона.
Недостатком данного способа является то, что он направлен на выведение из организма только кадмия и свинца.
Известна кормовая добавка для животных (RU 2374896,  A23K 1/00, A23K 1/175, 2009 г), которая содержит цеолит (94-97 %), серу (2-4 %) и ферроцианид железа (1-2 %)  и характеризуется  абсорбированием и выведением из организма животных тяжелых металлов.
Недостатком кормовой добавки является то, что из организма выводятся только кадмий и свинец, а также добавка обладает слабой иммуномодулирующими и антиоксидантными свойствами.
Известен способ профилактики интоксикации тяжелыми металлами животных (RU 2366415, A61K31/194, A61P39/04, 2009 г.) с помощью  введения в рацион микроэлементного препарата «Хелавит» в суточной дозе 0,2-0,4 мл на 10 кг живой массы перорально с кормом при постоянном применении.
Недостатком данного способа является то, что он направлен на выведение только кадмия и свинца.
Известен способ снижения концентрации токсических элементов из организма животных с помощью альгината  кальция полученных из ламинарий  (Тунакова Ю. А., Мухаметшина Е. С., Шмакова Ю. А. Оценка сорбционной емкости биополимерных сорбентов на основе альгинатов в отношении металлов // Вестник Казанского технологического университета. 2011. - №12. - С.82-86.)
Недостатком способа является трудоемкость приготовления кормовой добавки и выведением из организма только двух токсических элементов - кадмия и цинка.
Известен способ снижения концентрации токсических элементов из организма животных  (Вуд Т.Г., Кривенко Л.Е., Шерстнева Е.П. Эффективность энтеросорбции при интоксикации хромом в эксперименте // Тихоокеанский медицинский журнал. 2014. №1 (55). С.74-77.) с помощью введение в рацион натрий-кальций альгиновокислого в дозе 0,2 г/кг корма.
Недостатком способа является то, что в организме значительно повышается уровень цинка.
Настоящее изобретение направлено на снижение концентрации токсических элементов в мышечной ткани рыб.
Поставленная задача решается путем скармливания комбикорма, отличающемся тем, что в корм путем опрыскивания тонкого слоя в дозе 0,707 мг/кг корма вводят высокодисперсные порошки кальция размером 9-10 мкм, предварительно обработанные ультразвуком в физиологическом растворе в течение 30 мин с частотой 35 кГц с помощью УЗДН-2Т («НПП Академприбор», Россия).
Для осуществления способа проведен эксперимент в условиях кафедры биотехнологии животного сырья и аквакультуры Оренбургского государственного университета, в рамках которого было сформированы 2 группы (n=30) молоди карпа: контрольная и опытная. Продолжительность эксперимента 35 суток.
Контрольная группа получала основной рацион (ОР), а опытная –  ОР с высокодисперсными порошками кальция, дозировкой 0,707 мг/кг корма.
В качестве ОР использовался сбалансированный по питательным веществам корм, содержащий 26,0 % протеина, 6,0 % клетчатки и 1 % кальция.
Высокодисперсные порошки кальция размером 9-10 мкм и чистотой 99,7 %. Материаловедческая аттестация порошков включала электронную сканирующую, просвечивающую и атомно-силовую микроскопию с использованием LEX T OLS4100, JSM 7401F, JEM-2000FX («JEOL», Япония). Размерное распределение частиц кальция исследовалось на анализаторе Brookhaven 90Plus/BIMAS Zeta PALS и Photocor Compact («Фотокор», Россия). Биологическая экспертиза порошков проводилась с использованием lux-биосенсоров штамм Escherichia coli K12 TG1 pF1 по методике (Deryabin D. G., Aleshina E. S., Efremova L. V. Application of the inhibition of bacterial bioluminescence test for assessment of toxicity of carbon-based nanomaterials. Microbiology. 2012;81(4):492–497. doi: 10.1134/S0026261712040042.).
Экспериментальные исследования  выполнены в соответствии с инструкциями Russian Regulations, 1987 (Order No.755 on 12.08.1977 the USSR Ministry of Health) и «The Guide for Care and Use of Laboratory Animals (National Academy Press Washington, D.С. 1966)».
В ходе эксперимента суточную норму кормления определяли в зависимости от массы тела рыб и температуры воды, в соответствии с общепринятой технологией выращивания (Пономарев, С.В. Индустриальное рыбоводство: учебник / С. В. Пономарев, Ю. Н. Грозеску, А. А. Бахарева. - 2-е изд., испр. и доп. — Санкт-Петербург : Лань, 2013. - 448 с.).
Упитанность рыб рассчитывалась по формуле Фультона (Пряхин, Ю.В. Методы рыбохозяйственных исследований / Ю.В. Пряхин, В.А. Шкицкий. – Краснодар: Кубанский гос.ун-т, 2006. – 214 с.).
Элементный состав мышечной ткани рыб исследован методами атомно-эмиссионной спектрометрии и масс спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (Optima 2000 V, «Perkin Elmer», США) и масс-спектрометрии (Elan 9000, «Perkin Elmer», США) в лаборатории АНО «Центра биотической медицины», Москва.
Полученные в ходе эксперимента результаты были статистически обработаны с использованием программного пакета Statistica 10.0. Достоверность различий сравниваемых показателей определяли по t-критерию Стьюдента. Уровень значимой разницы был установлен на р≤0,05.
В ходе эксперимента установлено положительное влияние высокодисперсных порошков кальция на рост и развитие рыб. Введение в рацион рыб высокодисперсных порошков кальция способствовало повышению прироста массы тела рыб по сравнению  с контролем (табл. 1). Так к концу эксперимента масса рыбы в опытной группе была достоверно выше контрольной на 29 % (Р<0,01).
Таблица 1 – Рыбоводно-биологические показатели выращивания молоди карпа
Показатели
Группа
К
О
Масса рыб в начале эксперимента, г
31,25 ± 3,1
31,2 ± 3,0
Масса  рыб в конце эксперимента, г
50,4 ± 4,7
65,4 ± 4,2*
Абсолютный прирост, г
19,5
34,2
Относительный прирост, %
61,3
109,6
Коэффициент упитанности по Фультону в начале эксперимента
2,5
2,5
Коэффициент упитанности по Фультону в конце эксперимента
3,5
3,5
Сохранность, %
98
98
Примечание: * Р < 0,05
Анализ токсических элементов в мышечной ткани рыб выявил определенные различия между контрольной и опытной группой. Введение в рацион высокодисперсных порошков кальция способствовало меньшему накоплению в мышечной ткани алюминия на 76 % (Р<0,01), кадмия на 80 % (Р<0,01), ртути на 50 % (Р< 0,01), свинца и олова на 66,6 % (Р<0,01), и стронция на 24 % (Р< 0,05) (табл. 2).
Таблица 2 – Концентрация токсических элементов в мышечной ткани рыб в конце эксперимента, мкг/г
Элемент
Группа
К
О
Алюминий
41,41±4,14
28,06±2,81**
Кадмий
0,01±0,0019
0,002±0,0004**
Ртуть
0,02±0,004
0,01±0,002**
Свинец
0,06±0,009
0,02±0,003**
Олово
0,03±0,005
0,01±0,002**
Стронций
1,25±0,12
0,95±0,114*
Примечание: *Р < 0,05; **Р < 0,01
Эффект действия высокодисперсных порошков кальция обусловлен адсорбционными свойствами кальция: связыванием в кишечнике экзогенных  и  эндогенных  соединений,  в том числе токсических элементов, и выведением их из организма, которому способствует высокодисперсная форма элемента, повышающая биодоступность кальция для организма рыб.
Анализируя полученные данные, можно сделать следующие выводы:
- добавление в корм высокодисперсных порошков кальция положительно влияет на рост и развитие рыб;
- способ снижения концентрации токсических элементов в мышечной ткани рыб, предусматривающий введение в корм высокодисперсных порошков кальция в дозировке 0,707 мг/кг корма подтвержден возможностью его осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- заявленное изобретение соответствует условию «промышленная применимость».