КОРМОВАЯ ДОБАВКА ДЛЯ ЛАКТИРУЮЩИХ КОРОВ
FODDER ADDITIVE FOR LACTATING COWS

Изобретение относится к кормовой промышленности, а именно к биологически активным кормовым добавкам.
При индустриализации молочного животноводства состояние здоровья поголовья животных претерпело глобальные изменения. Сроки хозяйственного использования коров значительно сократились. Решение задачи повышения и стабилизации молочной продуктивности животных неразрывно связано с интенсификацией обменных процессов, и как следствие - снижением иммунитета, формированием и развитием патологий. Для поддержания интенсивного обмена веществ необходимо поступление в организм в строго определенных количествах и в оптимальном соотношении всех элементов питания, обеспечивающего физиологические потребности животных в основных питательных и биологически активных веществах. Преимущество натуральных кормовых добавок обусловлено тем, что они содержат комплекс природных фитобиоактивных веществ в оптимальном сочетании, которые при введении в организм даже в очень малых количествах вызывают положительный эффект. Появляется возможность заменять и дополнять компоненты комбикорма экологически чистыми кормовыми добавками природного происхождения. Выпаивание эмульсии-кормовой добавки лактирующим коровам способствует нормализации обменных процессов, стимулирует молочную продуктивность.
Стремясь за повышением молочной продуктивности в последнее время фермеры основной упор делают на обогащение рационов энергетическими кормами, что приводит к нарушению обмена веществ у животных и снижение качества молока-сырья с точки зрения белковомолочности. Это приводит снижению потребительской ценности молока, как сырья для производителей сыра. Для решения проблемы сыропригодности необходимо сфокусировать исследования на восстановлении обменных механизмов у лактирующих коров, поддержки и стабилизации системы лактации.
В связи с выше изложенным, изучение эффективности использования в рационах высокопродуктивных дойных коров фитобиотических препаратов является актуальным и может иметь большое научное и практическое значение в современном животноводстве.
Известна «Хвойно-энергетическая кормовая добавка» (см. патент РФ 2543814 С2, опубл. 10.03.2015, МПК A23K 1/00) характеризующаяся тем, что она представляет собой глицериновый экстракт древесной зелени сосны обыкновенной с глицерином, полученный путем экстракции из древесной зелени. Добавка содержит глицерин, что имеет положительное значение для оптимизации энергетического и минерально-витаминного баланса при составлении рационов кормления животных и птицы.
Из патента РФ №2456811 (опубл. 24.08.2010 A23K 1/16) известна кормовая добавка «Премикс к корму для сельскохозяйственных животных» на основе дигидрокверцетина и наполнителя (пропиленгликоль, глицерин, твин), мас. %: дигидрокверцетин - 10-90%; наполнитель - 90-10%. Соотношение компонентов варьируется в широком диапазоне, что негативно сказывается на объективной оценке эффективности продукта «Премикс к корму для сельскохозяйственных животных» на физиологическое состояние организма. Недостатком приведенной добавки является многостадийность ее получения и высокая себестоимость. «Премикс к корму для сельскохозяйственных животных» обладает недостаточно выраженным лечебно-профилактическим действием, так как не может влиять на оптимизацию энергетического обмена, а это приводит к потерям продуктивности животных.
Наиболее близким аналогом выбранным в качестве прототипа является патент РФ 2684308 С1 (МПК A23K 20/2 опубл. 05.04.2019) кормовая добавка Бетулакор для сельскохозяйственных животных и птиц, содержащей бетулин, согласно изобретению содержится спирт этиловый, эмульгатор пищевой Твин-80, кислота лимонная, стабилизатор эмульсии Агар, влагоудерживающий препарат глицерин и вода при следующем исходном соотношении компонентов, масс. %:
- спирт этиловый - 1,43;
- бетулин - 0,5;
- эмульгатор пищевой Твин-80 - 0,5;
- кислота лимонная - 0,1;
- стабилизатор эмульсии Агар - 0,05;
- влагоудерживающий препарат глицерин - 1,0;
- вода - 96,42;
предназначенные для смешивания с получением однородной суспензии с размером частиц бетулина менее 1 мкм.
Недостатком приведенной добавки является получение суспензии бетулина в спиртовом растворе, что ограничивает возможности ее использования в зоотехнике и ветеринарии, приводит к необходимости многостадийного производства, например отгонки этанола в роторном испарителе, используя при этом достаточно глубокий вакуум, усложняя и удорожая тем самым процесс производства кормовой добавки, при ограничении температурного интервала процесса точкой кипения этанола 78,3 градуса Цельсия.
Другим недостатком изобретения является проведение процесса приготовления суспензии в диспергаторе, технологическом аппарате большого объема в котором невозможно провести точное микродозирование раствора бетулина и одновременное равномерное распределение температуры и концентрации действующего вещества по всему объему, что приводит к большому рандомному разбросу и укрупнению размеров частиц дисперсной фазы и следовательно, замедлению процесса усвоения кормовой добавки в ЖКТ коров.
Задачей изобретения является разработка состава и способа получения кормовой добавки на основе фитобиотика бетулина и ее влияние на физиологическое состояние лактирующих коров и изменения физико-химических свойств молока с точки зрения его сыропригодных качеств, без использования этанола при упрощении технологии приготовления.
Задача, на решение которой направлено данное изобретение, состоит в применении кормовой добавки в животноводстве для понижения концентрации соматических клеток у лактирующих коров при повышении белковомолочности и сыропригодности молока.
Технический результат, достигается введением новых компанентов с использованием статического смесителя - улучшение процесса обмена веществ и состояния здоровья лактирующих коров, снижение концентрации соматических клеток в молоке, повышение белковомолочности и сыропригодности молока, улучшение процесса производства.
Заявляемый технический результат достигается за счет того, что в кормовой добавке для лактирующих коров, содержащей бетулин, согласно изобретению содержится пропиленгликоль, эмульгатор пищевой - Твин-80, кислота лимонная, стабилизатор эмульсии - Агар, влагоудерживающий препарат глицерин, аморфизатор - хлорид натрия и вода при следующем исходном соотношении компонентов, масс. %:
- Пропиленгликоль - 7;
- влагоудерживающий препарат глицерин - 3,0;
- бетулин - 1;
- эмульгатор пищевой Твин-80 - 0,5;
- кислота лимонная - 0,25;
- стабилизатор эмульсии Агар - 0,05;
- хлорид натрия 0.2
- вода бидистиллированная - 88.
Предназначенные для смешивания в проточном статическом смесителе с получением однородной суспензии с размером частиц бетулина менее 1 мкм при температуре от 80 до 150 градусов Цельсия.
Бетулин в кормовой добавке имеет размер частиц сравнимый с размерами микрокластера за счет введения бетулина в виде раствора в пропиленгликоле, а при замене его в статическом смесителе на воду с комплексом вспомогательных добавок позволяет получить устойчивую, стабильную суспензию бетулина, удобную для выпаивания коровам. Кормовую добавку получают с помощью проточного статического смесителя «Статический смеситель» (Бюлер А.В. Патент РФ на полезную модель 170 199 МПК B01F 5/00 опубл. 18.04.2017), представляющее собой систему трубчатых каналов для направления и эффективного смешения потоков, направляемых в кавитационную камеру, где каскад гидродинамических сопротивлений обеспечивает резкое расширение канала и снижения давления жидкости вплоть до порогового образуется поток кавитационных пузырей, которые, расширяясь и схлопываясь, переводят режим течения смеси из ламинарного в турбулентный, что обеспечивает интенсивное энергетическое деструктивное воздействие на поток, эффективно делит его на микрозоны не давая концентрационным флуктуациям молекул бетулина быть достаточными для начала процесса кристаллизации. Гидродинамика потоков в кавитационной камере обеспечивает также поддержание минимального градиента температуры, благодаря образованию каскада гидродинамических сопротивлений, обеспечивающих идеальное смешение в кавитационных зонах.
Уменьшение объема статического смесителя помогает перейти от процессов в химических реакторах большого объема периодического действия к непрерывным процессам в проточных системах. За счет этого достигается однородность продукта, повышается степень превращения, поскольку из системы исключаются застойные зоны, характерные для больших химических аппаратов с любой системой перемешивания;
Статический смеситель при производстве кормовой добавки для лактирующих коров позволяет вести процессы высокоэнергетической диспергации при повышенных давлениях и температурах до 150 градусов Цельсия без ухудшения условий безопасности в силу малых размеров каналов. В традиционных химических системах протекание экзотермических реакций смешения фаз необходимо контролировать во избежание перехода системы в состояние саморазогрева, чреватое аварией. Температура процесса в традиционном реакторе должна быть настолько низкой, чтобы с учетом наличия застойных или циркуляционных зон в теплообменных аппаратах, заведомо исключить появление «горячих точек». Применение статического смесителя позволяет повысить температуру процесса из-за большей интенсивности теплообмена и равномерной картины потоков. Возможность обеспечить рост объема производства по технологии увеличения количества статических смесителей организовав непрерывную подачу компонентов. Настоящая технология может в малых масштабах производить суспензию вещества, сокращая объем вспомогательного инженерного и технологического оборудования.
Использование пропиленгликоля позволяет вести процесс при температурах до 150 градусов Цельсия, увеличить процентное содержание действующего вещества, улучшить эксплуатационные свойства полученного продукта. Пропиленгликоль широко используется в ветеринарии КРС в качестве энергетического препарата и средства профилактики кетозов лактирующих коров, обладает антибактериальными свойствами, обеспечивающими сохранение потребительских качеств продукции в течение продолжительного времени при обычных условиях хранения. Пропиленгликоль не требует дополнительной операции по его отгонке из кормовой добавки. Пропиленгликоль, в качестве технологической жидкости, более удобен и безопасен для организации производства как в пожаро- и взрывобезопасном аспекте, так и с точки зрения разрешительных процедур. Пропиленгликоль, в отличие от этанола, практически не токсичен, не опасен при вдыхании паров и случайном приеме внутрь. Токсичность пропиленгликоля и глицерина одного и того же порядка. Пропиленгликоль признан безопасным для применения в пищевых продуктах, фармацевтических и косметических препаратах. Полипропилен может играть роль антифриза при минусовых температурах для предотвращения замерзания и сохранения свойств при минусовых температурах.
Метод получения аморфноструктурной суспензии бетулина был апробирован в несколько этапов: Для получения гетерофазной аморфноструктурной суспензии использовали:
1. в качестве растворителя раствор пропиленгликоля с глицерином 70/30 - глицерин;
2. эмульгатор ПАВ «Твин 80»;
3. аморфизатор - соль поваренная NaCl;
4. регулятор кислотности - кислота лимонная;
5. стабилизатор - агар;
6. в качестве непрерывной фазы - вода (бидистиллят).
1 этап. Растворение бетулина в смеси растворителей полипропилен/глицерин 70/30. Бетулин растворялся в композиции пропиленгликоль/глицерин 20 минут, при 104°С, перемешивание на магнитной мешалке, скорость 500 об/мин.
2 этап. Получение аморфноструктурной суспензии компенсационным методом в течении 20 минут при Т=100°С через проточный статический смеситель. Для приготовления суспензии с заранее заданными свойствами, очень важен процесс подачи внутренней фазы с необходимой регулировкой скорости потока с целью предотвращения процесса кристаллизации и образования множественных центров зародышеобразования и слипания образующихся наночастиц.
Для этой цели был использован проточный статический смеситель с системой подачи 0,1-100 мл/мин. Подача двух реагентов, один выход одного продукта.
Раствор бетулина в виде смеси растворителей в вводился шпицевым насосом в раствор хлорида натрия в воде при Т=100°С одновременном интенсивном перемешивании в кавитационной камере статического смесителя.
Полученная суспензия, стабилизированная агаром и ПАВ (ТВИН 80) хорошо смешивается с водой в условиях фермерских хозяйств при комнатной температуре +20°С. Кормовая добавка стабильна при хранении от 0 до +20°С до 12 месяцев и представляет собой слегка опалесцирующую жидкость.
Испытания на стабильность полученных образцов аморфноструктурной суспензии проводили по методикам указанных в ГОСТ 29188.3-91 Изделия косметические. Определение коллоидной стабильности проводили на центрифуге марки ЦЛИ-2 при температуре 25°С в течение 5 мин. при частоте вращения 100 с. Расслоения в виде выделения водной или масляной фазы не наблюдалось. Определение термостабильности велось при термостатировании в водяной бане марки TW-2.03, 8,5 л, Elmi при температуре 42°С в течении 24 часов. Расслоения или выделения водной или масляной фазы не наблюдалось.
Исследование полезных свойств кормовой добавки на лактирующих коровах проводили в условиях производственного эксперимента на базе ООО СХПК «Мезенское» Свердловской области.
Примеры использования кормовой добавки для лактирующих коров с целью повышения показателей молока.
Выпаивание предложенной кормовой добавки осуществлялось с использованием для опытных животных в индивидуальных поилках, которые закреплялись в стойлах в области поилок в момент раздачи кормовой массы. На период выпаивания кормовой добавки поступление воды из общего водопровода блокировалось. Добавка легко смешивается с водой. Вода с разведенной кормовой добавкой выпивалась коровой за 2-3 приема в первой половине дня, в последующем индивидуальные поилки убирались, и корова имела доступ к поилке общей системы поения. Такие технологические операции повторялись ежедневно в течение всего эксперимента. Нами было рассчитано, что выпаивание кормовой добавки через систему поения в условиях технологического цикла достаточно эффективно. Эта схема хорошо вписывается в технологию стойлового содержания лактирующих коров. Схемы применения кормовой добавки и сроки ее использования выбраны для эксперимента согласно нормам и правилам составления рационов кормления сельскохозяйственных животных. Дозировка кормовой добавки производилась разведением по пропорции 1:1000 мл воды для выпаивания по 100 мл/в сутки на 1 голову в сутки. Рекомендуемое правило расчета кормовой добавки коровам: 0,2 мл на 1 кг живой массы. Объектом исследования являлись лактирующие коровы голштинской породы. Коровы содержались в типовых помещениях для продуктивных животных - в коровниках. Кормление осуществлялось с кормового стола.
Для эксперимента было отобрано 10 лактирующих коров, отобранных по принципу подбора коров - аналогов: учитывались такие показатели как возраст (коровы третьего отела), продуктивность 22-25 л среднесуточный удой, живая масса (500-550 кг), физиологическое состояние. Коровам опытной группы на протяжении 20 дней в качестве добавки к основному рациону выпаивали кормовую добавку по схеме фон/последействие.
В начале и в конце эксперимента были определены физико-химические, микробиологические исследования свойства молока. Для определения физико-химических параметров молока (массовой доли жира и белка, лактозы, СОМО, и количество соматических клеток) использовался прибор CombiFoss FT+, который сочетает два прибора MilkoScanTM FT+ и FossomaticFC. MilkoScan FT+ - это спектрофотометр FTIR, соответствующий требованиям IDF и АОАС, для определения состава молока. Fossomatic FC выполняет подсчет соматических, клеток. IDF (Международная федерация производителей молока) и FDA (Управление по контролю качества пищевых продуктов и лекарственных средств) к подсчету соматических клеток. Титруемая кислотность Т (А) определялась методом титрования, а плотность - ареометрическим способом. Общая бактериальная обсемененность оценивалась по редуктазной пробе. Статистическая обработка данных проведена с использованием пакетов прикладных программ "Statistica 6.9".
Результаты исследований содержания соматических клеток в молоке представлены в таблице 1.
В представлены результаты определения соматических клеток в молоке.
Анализ данных таблицы 1 показал, что до введения кормовой добавки испытуемым животным концентрация соматических клеток в молоке коров в среднем высокая и составляет 1195,6±263,75 тыс./см3. Этот показатель превышает стандарты качества разработанных ВНИИМС (ТУ 9811-153-0461-209-2004). После выпаивания кормовой добавки в целом у всего исследуемого поголовья произошло достоверное снижение концентрации соматических клеток до средних значений по группе 470,1±145,15, что на 57,9% ниже средних значений, что привело к нормализации концентрации соматических клеток у 90% поголовья исследуемых коров.
На начало опыта молоко только 60% стада по показателю содержания соматических клеток в молоке было сыропригодным по требованиям ГОСТ 52054-2003, и 10% соответствовало требованиям ТУ 9811-153-0461-209-2004 ВНИИМС. В конце научно-хозяйственного опыта уже 100% опытного поголовья по показателю соматических клеток в молоке было сыропригодным и соответствовало требования ГОСТ 52054-2003 и 90% соответствовало требованиям ТУ 9811-153-0461-209-2004 ВНИИМС.
Результаты анализов по белково- и жиро-молочности представленные в таблице 2, свидетельствуют о том, что кормовая добавка оказывает влияние на достоверное повышение белковомолочности (Р<0,05) в молоке на 14,9%, а также зафиксировано повышение жирномолочности (при Р<0,05) в молоке на 24,17%.
Тенденция к увеличению процентного содержания казеиновых фракций в общем белке составило 13,7%. Повышение содержания белка в молоке объясняется действием в рубце кормовой добавки, которая обладая мощными антисептическими свойствами, избирательно действует на микрофлору рубца. Происходит сдвиг к увеличению количества инфузорий, а количество патогенной микрофлоры снижается, нейтрализуются процессы гниения и брожения: нормализация состояния инфузорий способствует усилению ими синтетических процессов, в частности синтеза протеинов. Эта картина подтверждается при использовании предложенной кормовой добавки достоверным увеличением белка молока.
Значительный подъем жирномолочности свидетельствует о наличии у предложенной кормовой добавки гиполипидемических свойств и функций блокирующих усвоение липидов жировыми клетками, способствуя тем самым повышению жирномолочности молока.
Анализ показателей по лактозе, СОМО и СВ (Таблица 3) свидетельствует о том, что уровень этих физико-химических показателей до и после применения кормовой добавки для лактирующих коров имеет тенденцию хотя и незначительную, но в сторону увеличения на 1%, 2.2%, 2,8% соответственно. Это косвенно подтверждает данные о достоверном повышении белка и жира в молоке, что также говорит о повышении сыропригодности исследуемого сырья.
Бактериальная обсемененность молока для производства сыра характеризуется как общим количеством, так и качественным составом микрофлоры, а именно - наличием газообразующих бактерий. Содержание последних в молоке вызывает пороки при созревании сыра, такие как раннее и позднее вспучивание. Биологическая ценность, формируется целым комплексом базовых свойств молока и зависит от содержания в молоке признаков благоприятной культуральной среды и отсутствием или незначительным содержанием сдерживающих факторов. По этой причине с гигиенической точки зрения очень важно получать молоко с низким микробным числом, исключая возможность дальнейшего загрязнения молока при его транспортировке и переработке на предприятии. Физико-химические и микробиологические показатели молока представлены в таблице 4.
Параметры микробиологических исследований молока по данным приведенным в таблице 4, взятого от исследуемого поголовья после выпаивания кормовой добавки отражают нормальное состояние по кислотности, плотности и числам КМАФАнМ, КОЕ/см. Это свидетельствует о высокой культуре производства на предприятии, поддержании санитарно-гигиенического состояния на должном уровне и соответствии параметров молока использованию в производстве сыров.
Свертываемость молока. Проба на скорость свертывания сычужным ферментом - важнейший критерий сыропригодности молока. Молоко-сырье, определяемое по ускоренной сычужной пробе, по З.Х. Диланяну (таблица 5) делят на три типа. К первому типу в профессиональном сообществе относят молоко, которое свернулось в течение 10 мин, ко второму - 10-15 мин и третьему - свыше 15 мин при тех же условиях.
Таким образом, доля пригодного для сыроделия молока до опыта составила 20%, однако его еще можно признать только условно годным для сыроделия так, как при образовании сгустка более 60% даже общего белка уходило в сыворотку. После выпаивания предложенной кормовой добавки для лактирующих коров сыропригодность молока исследуемого поголовья (по З.Х. Диланяну) возросла до 80%.