Исследование кормовой белковой добавки из растительного сырья со свойствами фитобиотика

В связи с переходом к ведению органического (экологического, биодинамического) сельского хозяйства, в рамках федерального закона «Об органической продукции и о внесении изменений в отдельные законодательные акты РФ», вступающего в силу с 1 января 2020 года, возникает необходимость в создании отечественных кормовых препаратов, которые сбалансированы по составу, содержать биологически активные компоненты, биологически безопасными, обеспечивать поддержание нормального физиологического состояния сельскохозяйственных животных и птиц.

Возрастание и распространение устойчивости к антибиотикам стало серьёзной проблемой общественного здравоохранения во всём мире. Детерминанты устойчивости у микроорганизмов часто встречаются после введения антибиотиков в практику лечения патогенов человека и животных, что оказывает непосредственное влияние на уровень устойчивости к антибиотикам у микроорганизмов [1, 2].

Проблемы отрасли, связанные с антибиотикорезистентными бактериями и необходимостью лечения заболеваний вызванные патогенами, которые не реагируют на антибиотики, оказали огромное давление на животводство и птицеводство. Правительства многих стран требуют от производителей отказаться или ограничить использование кормовых антибиотиков для сельскохозяйственных животных и птицы и искать альтернативы [3, 4].

Эффективная альтернатива кормовым антибиотикам – фитобиотики, оказывающие значительное и устойчивое положительное воздействие на производительность и здоровье. Являются безопасными как для сельскохозяйственных животных и птиц, так и для людей, просты в применении и хранении, а также могут обеспечить рентабельность инвестиций [9]. В России фитобиотические кормовые добавки импортного производства появились после 2005 года. Крупнейшими производителями и поставщиками фитобиотических кормовых добавок в России являются: ООО «СХП «Солнечное поле», ООО «АгроКорм», ООО «ГК Белый Фрегат», ООО «Кристалл Групп», ООО «Агро-С» [12]. По литературным данным, сырьём для фитобиотиков могут служить растения, такие как, облепиха ( Hippophae rhamnoides L .), эхинацея пурпурная ( Echinacea purpurea L .), расторопша пятнистая ( Silybum marianum L .), красный клевер ( Trifolium pretense L. ), люцерна посевная ( Medicago sativa L .), амарант ( Amaranthus cruentus L .) и др.

Фитобиотики способствуют повышению антиоксидантного статуса организма сельскохозяйственных животных и птиц путём оптимизации уровня и качества кормления, может быть одним из важнейших и очень эффективных средств улучшения здоровья и, следовательно, продуктивности. Натуральные растительные добавки в рационах могут быть использованы для усиления механизмов антиоксидантной защиты и снижения интенсивности окислительных процессов, которые негативно влияют на качество продуктов. Анализ имеющихся исследований показывает, что антиоксидантные процессы в организме сельскохозяйственных животных и птиц можно стимулировать путём введения экстрагированных активных соединений [13]. У животных процессы окисления происходят непрерывно и уравновешиваются сложным антиоксидантным механизмом, направленным на минимизацию воздействия активных форм кислорода. Свободные радикалы или органические пероксиды ответственны за повреждение липидов, белков и структур ДНК. Это может привести к качественным изменениям в продуктах животного происхождения, включая их структуру и срок хранения. Функционирование антиоксидантных механизмов влияет на самочувствие организма и показатели роста [14].

Важной проблемой является получение биопрепарата с высоким содержанием белка и свойствами фитобиотика. В качестве сырья для получения белковой кормовой добавки по разработанной технологии [7, 8] используется листостебельная масса красного клевера. Отличительной особенностью данной технологии является то, что процесс переработки растений протекает при «щадящих» температурных режимах, что позволяет сохранять значительную часть биологически активных веществ и микроэлементов.

Цель работы – изучение аминокислотного состава и антиоксидантной активности кормовой белковой добавки из кравного клевера.

Материалы и методы

Исследование аминокислотного состава кормовой белковой добавки методом высокоэффективной жидкостной хроматографии (ВЭЖХ).

Шевцов А.А. и др. Вестник ВГУИТ, 2020, Т. 82, №. 3, С. 65-70 аминокислот осуществляли методом ионообменной хроматографии с постколоночной дериватизацией нингидрином. Метод ионообменной хроматографии основан на взаимодействии заряженных функциональных групп неподвижной фазы с ионизированными молекулами разделяемых веществ, имеющих противоположный заряд [10].

Пробоподготовка включала параллельное проведение кислотного и щелочного гидролиза белка анализируемой пробы. После кислотного гидролиза в гидролизате определяли 17 аминокислот, после щелочного гидролиза – триптофан, который полностью разрушается при кислотном гидролизе.

Буферные растворы поступали в дегазатор, далее в зависимости от заданной программы смешивались в вихревой камере, далее насосом через ловушку аммиака поступали в блок автосемплера, где в автоматическом режиме происходил отбор и ввод пробы. Проба смешивалась с буферными растворами и поступала в ионообменную колонку, в которой происходит разделение аминокислот. Аминокислоты выходили в соответствии с их изоэлектрическими точками при плавном изменении рН подвижной фазы. После разделения аминокислоты попадали в реактор, где взаимодействовали с нингидрином с образованием окрашенных производных, которые детектировались спектрофотометрическим детектором при λ = 570 нм и 440 нм.

Определение антиоксидантной активности

В основе этой методики лежит амперометрический метод нахождения содержания антиоксидантов (СА), заключающийся в измерении электрического тока, образуещегося при окислении исследуемого вещества на поверхности рабочего электрода при

post@vestnik-vsuet.ru

определенном потенциале и сравнении полученного сигнала с сигналом стандарта (кверцетина), измеренного в тех же критериях. Амперометрический способ является единственным непосредственно измеряющим содержание всех антиоксидантов в пробе [11]. Измерение выполняли на анализаторе антиоксидантной активности «Цвет Яуза–01-АА». Рабочий электрод выполнен из стеклоуглерода, который наиболее универсален при определении полифенольных соединений.

Расчет СА, мг/г исследуемого образца проводили по калибровочному графику кверцетина и формуле 1. При расчете конечного результата для-жидкого образца учитывали разбавление пробы (N). Расчет проводили по формуле:

СА = СА гр • V • N , т пр - 1000

где СА гр – содержание антиоксидантов, найденное по калибровочному графику, мг/дм ³ ; V п – обьем раствора (экстракта) анализируемой пробы, см ³ ; m пр – навеска анализируемого вещества, г; N – разбавление анализируемого вещества.

Величина СА образцов определяется содержанием в них природных флавоноидов, в частности, катехинов; кверцетина, рутина, дегидрокварцетина; а также витаминов и других соединений, способных связывать свободные радикалы.

Результаты и обсуждение

На рисунке 1 и в таблице 1 представлен аминокислотный состав кормовой белковой добавки из красного клевера.

mV

-100

0   2   4   6   8   10  12  14  16  18  20  22  24  26  28  30  32  34  36  38  40  42  44

min

Рисунок 1. Хроматограмма образца кормовой белковой добавки из красного клевера

Figure 1. Chromatogram of a sample of red clover feed protein supplement

Таблица 1.

Содержание аминокислот в образце

Table 1.

The amino acid content in the sample

Аминокислота | Amino acid		Масовая доля в сухом веществе, % Dry matter, %
Аспарагиновановая кислота (аспартат) + аспаргин	ASP + ASN	3.71
Треонин	THR	1.66
Серин	SER	1.43
Глутаминовая кислота (глутамат) + глутамин	GLU + GLN	2.99
Пролин	PRO	2.07
Глицин	GLY	2.08
Аланин	ALA	1.22
Цистеин	CYS	1.98
Валин	VAL	1.11
Метионин	MET	1.50
Изолейин	ILEU	1.14
Лейцин	LEU	2.11
Тирозин	TYR	1.45
Фениланин	PHE	0.86
Гистидин	HYS	1.43
Лизин	LYS	1.38
Аргинин	ARG	4.49
Триптофан	TRP	2.86

В результате исследования определены 18 аминокислот, в продукте присутствуют 8 незаменимых кислот. Качественный и коли- чественный состав аминокислот показывает целесообразность ввода кормовой белковой добавки в рацион кормления животных и птиц.

Одним из методов определения биологической ценности белков является определение индекса незаменимых аминокислот (EAAI). Метод представляет собой модернизацию метода химического скора и позволяет учитывать количество всех незаменимых кислот.

EAAI =

LYS p ARG p TRP p

---— x-----x---- LYS_r ARG_r  TRP_r

1/ n

где: n – число аминокислот; индексы p, r – содержание аминокислот в изучаемом белке и в эталонном, соответственно.

EAAI кормовой белковой добавки 0.7. Установлено, что индекс незаменимых аминокислот продукта стремится к единице, аминокислотный состав близок к эталону.

Определение антиоксидантной активности. Целью исследования являлось сравнение суммарной антиоксидантной активности в кормовой белковой добавке из вегетативной массы красного клевера, витаминной травяной муке (ГОСТ Р 56383–2015), фитобиотике «Экстрафит» (ТУ № 9296–001–99904284–2012 на основе растительного сырья амаранта) и сухой облепихе. Результаты расчетов по кверцетину приведены в таблице 2.

Таблица 2.

Результаты расчетов суммарной антиоксидантной активности (АОА) по кверцетину

Table 2.

Results of calculating total antioxidant activity (AOA) for quercetin

Продукт | Product	АОА, мг/г
Кормовая белковая добавка Feed Protein Supplement	1.85
Витаминная травяная мука Vitamin Herbal Flour	1.28
«Экстрафит» | Extrarafit	1.96
Сухая облепиха | Dry sea buckthorn	1.44

Как видно из таблицы 2 кормовая белковая добавка из листотебельной массы красного клевера по показателям антиоксидантной активности не уступает продуктам, применяемым в качестве фитобиотиков. Они обладают противовирусным, противомикробным, а также иммуномоделирующим действием. При включении их в любой рацион увеличивается потребление корма, нормализуется кислотнощелочная среда.

Заключение

Проведены исследования аминокислотного состава и антиоксидантной активности белковой кормовой добавки, полученной из листостебельной массы растений красного клевера. Качественный и количественный состав аминокислот, и значение антиоксидантной активности показывают целесообразность ввода кормовой белковой добавки в рацион кормления сельскохозяйственных животных и птиц.

Основное преимущество скармливания добавки растительного происхождения состоит в том, что сельскохозяйственные животные и птицы не подвергается никаким рискам, а также возможность ее применения в качестве вкусовой и стимулирующей аппетит [12, 13]. Предполагается, что использование добавки из вегетативной массы красного клевера будет стимулировать рост, репродуктивность, прирост массы, окажет антибактериальное и иммуностимулирующее действие.