Биологически активные вещества кормов и их использование
Для предотвращения отравления сельскохозяйственных и диких животных, в том числе рыб, птиц, пчел, токсическими веществами, применяемыми для обработки растений, почвы, водоемов и животных, а также с целью профилактики загрязнения продуктов питания животного происхождения их остатками устанавливают регламенты их безопасного использования и максимально допустимые уровни (МДУ) содержания в кормах и продуктах питании
МДУ в кормах — предельно допустимое количество химического вещества в кормах для сельскохозяйственных животных, выраженное в мг/кг массы корма, при котором вещество не оказывает отрицательного влияния на организм и не может содержаться в продуктаx питания, полученных от животного, в количествах выше признанных допустимыми.
МДУ, выраженный в мг/кг массы корма, соответствует понятию p.p.m. — partspermillion (частей на миллион), принятому за рубежом.
МДУ и продуктах питания — максимально допустимый уровень содержания биологически активного вещества в растительных и животных продуктах, выраженный в тех же единицах, что и величина в кормах.
Допустимые уровни содержания токсических веществ в питьевой воде, воде рыбохозяйственных водоемов, а также в воздухе рабочей зоны определяются показателями ПДК, выраженными в мг/л для воды и в мг/мі для воздуха. Расшифровывают эти показатели как предельно допустимые концентрации токсических веществ в объектах исследования.
МДУ химических веществ для продуктов питания устанавливают органы здравоохранения на основании комплекса показателей: исследований хронической токсичности химического соединения в10-12-месячных опытах не менее чем на двух видах лабораторных животных, из которых один не является грызуном; кумулятивных свойств химического соединения; персистентности вещества во внешней среде; способности выделяться с молоком и оказывать отрицательное действие на потомство, а также других показателей.
На основании исследования хронической токсичности для животных устанавливают минимальную действующую дозу (Мин. ДД) или максимальную недействующую (безвредную) дозу (Макс. НД) для животных. Затем с помощью коэффициента запаса, который колеблется в пределах от 30 до 100 в зависимости от свойств химического соединения, выводят мин. ДД для человека.
Для этого величину мин. ДД для животных делят на коэффициент запаса. Например, величина мин. ДД токсического вещества, установленная экспериментально, составила 5 мг/кг массы животного.
Коэффициент запаса для данного соединения равен 50. Тогда величина мин. ДД этого вещества для человека составит 5: 50= 0,1 мг/кг массы. На основании полученного показателя рассчитывают суточную безопасную дозу. Для этого величину мин. ДД (в данном случае 0,1 мг/кг) умножают на среднюю массу человека, которую принято считать равной 50 кг (с учетом массы детей). Таким образом, суточная безопасная доза химического вещества в нашем примере составит 0,1 мг/кг * 50 кг = 5 мг. На основании этого показателя вычисляют величину МДУ токсического вещества для продуктов питания различных видов.
Несколько иначе устанавливают величину толерантности (МДУ) токсических веществ в продуктах питания за рубежом. В основу расчетов также положены хронические опыты на лабораторных животных. Исследуемое вещество не менее чем в 3 дозах дают с кормом в течение 3 мес. или даже 2 лет. На основании исследований устанавливают максимально недействующую, или подпороговую, дозу, выраженную в мг/кг корма, а не в мг/кг живой массы животного, как это принято в нашей стране. Этот показатель переводят с помощью коэффициента пересчета в мг/кг массы животного. Для белых крыс коэффициент пересчета равен 12,5. Допустим, что в хронических опытах на белых крысах максимально недействующая доза установлена равной 10 мг/кг корма. В пересчете на массу животного эта величина будет равна 0,8 мг/кг (10 : 12,5). По этой величине определяют безопасный уровень содержания токсического вещества для определенного продукта питания, входящего в состав рациона человека — Pd.
Максимально возможные колебания чувствительности отдельных индивидуумов в пределах одного вида не превышают величины, равной 10. В этих же пределах колеблется чувствительность различных видов животных в пределах одного класса. Произведение этих двух величин составляет фактор безопасности. При определении величины Pd для фосфорорганических инсектицидов фактор безопасности иногда берут равным 20, если основным токсикологическим тестом, по которому определяют физиологическое действие токсического вещества, являются начальные признаки угнетения холинэстеразы крови; г –масса продукта, входящего в дневной рацион человека.
Сумма величин Pd– безопасного ежедневного уровня поступления токсических веществ с каждым отдельным пищевым продуктом, входящим в состав дневного рациона, составляет величину AD I– acceptledailyintake — безопасный уровень поступления токсического вещества в организм человека в день.
Величины МДУ, или толерантности, токсических веществ в продуктах питания являются официальными, установленными органами здравоохранения на основании величин мин. ДД токсических веществ, фактического уровня содержания остатков в готовых продуктах питания и других показателей.
МДУ токсических веществ в кормах для сельскохозяйственных животных устанавливает ветеринарная служба на основании экспериментов на животных тех видов, для которых выводят этот показатель Для экспериментального обоснования МДУ должны быть проведены исследования острой токсичности ядохимиката для лабораторных и сельскохозяйственных животных, разработан метод определения его остатков в органах и тканях животных, молоке, мясе, яйцах, кормах, изучены хроническая токсичность вещества, степень его материальной кумуляции при длительном поступлении с кормом, выделении с молоком и яйцами.
По результатам экспериментов определяют максимально нетоксическую (подпороговую) (макс. НД) и минимально токсическую (пороговую) дозу (мин. ДД), а также коэффициент материальной кумуляции по отношению к животным того вида, для которого нормируются остатки. На основании показателей макс. НД и коэффициента материальной кумуляции можно рассчитать величину МДУ токсического вещества в кормах для сельскохозяйственных животных данного вида.
Если при введении с кормом исследуемого вещества в течение 3 мес. в дозах, соответствующих макс. НД, официальным методом анализа не удается обнаружить его остатки в органах и тканях животных, молоке, яйцах в количествах выше тех, которые приняты органами здравоохранения в качестве допустимых, величину МДУ данного химического вещества в кормах для дойного и откормочного скота можно принять равной 1/2 макс. НД. Например, в опытах с карбофосом установлена макс. НД 100мг/кг корма. При введении пестицида коровам в этой дозе официальным методом установлено его выделение с молоком и накопление в мышечной ткани. Экспериментально обоснованную величину МДУ карбофоса в кормах для откормочного и молочного скота можно принять равной 50 мг/кг корма.
В случае, если при введении с кормом токсического вещества обнаруживают его остатки в органах и тканях животного, молоке, яйцах, МДУ в кормах целесообразно определять, исходя из степени материальной кумуляции вещества в тканях, выделения с молоком и яйцами. Например, при длительном поступлении с кормом гамма-изомера ГХЦГ его обнаруживают в мышцах крупного рогатого скота и овец в количествах, в 25 раз меньших по сравнению с его содержанием в корме. Коэффициент материальной кумуляции мышцы — корм в этом случае составляет 0,04. Органами здравоохранения МДУ гамма- изомера в мясе установлен равным 0,005 мг/кг.
Коэффициент выделения гамма- изомера ГХЦГ с желтком при поступлении с кормом достигает 1. Поэтому ПДК гамма-изомера ГХЦГ в кормах для яйценоской птицы следует рекомендовать равной 0,005 мг/кг — величине МДУ гамма-изомера для яиц.
Таким образом, исходным показателем, по которому устанавливают ПДК токсических веществ в кормах для сельскохозяйственных животных, является их МДУ в мясе, молоке и яйцах.
ПДК токсических веществ в воздухе рабочей зоны и в питьевой воде устанавливают органы здравоохранения на основании комплекса токсикологических исследований, в воде рыбохозяйственных водоемов — соответствующие органы Минрыбпрома и Минсельхоза России. Однако до настоящего времени нет единых методических подходов к нормированию токсических веществ в воде рыбохозяйственных водоемов.
Ряд авторов (Н.И. Лесликов, 1960, и др.) предлагают в качестве тест-организмов при экспериментальном обосновании ПДК токсических веществ в воде рыбохозяйственных водоемов использовать дафнии и другие низшие гидробионты, которые служат пищей для рыбы. Такой выбор едва ли будет удачным. ПДК токсических веществ устанавливают для рыбы, поэтому правильным было бы и в качестве тест- объекта использовать рыбу.
Схемой проведения опытов должно быть предусмотрено, также, как и в опытах на теплокровных животных, определение в острых и хронических опытах максимально недействующей (нетоксичной), минимально токсичной (пороговой) и смертельной концентраций, а также СК50 при 96-часовом контакте токсического вещества с рыбой. Базисной концентрацией, по которой устанавливают ПДК, целесообразно принять максимально недействующую концентрацию. При этом обязательно должны быть предусмотрены исследования по разработке методики определения токсического вещества в воде, планктоне, рыбе, изучена динамика его остатков в воде и рыбе и установлены пути попадания токсиканта в рыбохозяйственный водоем.
ПДК токсических веществ в воде рыбохозяйственных водоемовне может служить критерием оценки санитарного состояния водоемакак этo имеет место с ПДК или МДУ токсикантов в кормахили продуктах питания. Следовательно, ПДК химических веществ в водерыбохозяйственных водоемов является лишь исходным показателем, на основании которого могут быть установлены регламенты применения пестицидов и других веществ в зоне водоемов или проведен контроль за работой очистных сооружений промышленных предприятий, сбрасывающих сточные воды в реки или моря. Поэтому ПДК в воде рыбохозяйственных водоемов не может быть меньше чувствительности аналитического метода определения остатков этого вещества в воде.
По показателю ПДК или МДУ химических веществ в кормах и продуктах питания и скорости снижения их остатков в почве, растениях или организме животных устанавливают регламенты (ограничения) по применению веществ на растениях или животных. Основным регламентом на растениях служит «время ожидания» –срок (в днях) от момента последней обработки участков (кормовых культур, лугов, пастбищ) до уборки урожая на корм животным или выгонa на обработанное пастбище. Это время соответствует продолжительности исчезновения остатков пестицида до уровня, равного ПДК, установленной для кормов, в днях с момента последней обработки. Например, ПДК пестицида X в кормах для сельскохозяйственных животных установлена равной 2мг/кг. Исчезновение остатков этого пестицида на люцерне до 2 мг/кг происходит в течение25 дней со дня обработки. Следовательно, «время ожидания» пестицида X на люцерне должно составлять 25 дней.
Для химических средств защиты животных устанавливают «сроки убоя», величина которых соответствует времени (в днях) снижения остатков в органотропном органе животного до МДУ химического вещества, установленного органами здравоохранения для мяса.
Особенно жесткие регламенты должны быть установлены в случаях применения пестицидов, антигельминтиков и других ветеринарныx препаратов для дойного крупного рогатого скота и яйценоских птиц. В молоке и яйцах, как правило, не допускается или допускается на очень низком уровне содержание остатков токсических веществ. Поэтому для обработки дойных животных и яйценоской птицы следует применять такие препараты, которые очень быстро разрушаются в организме и не выделяются с молоком и яйцами. Если такой возможности нет, преимущество следует отдавать таким препаратам и методам применения, при использовании которых отмечается наиболее низкое выделение. Однако и для использования этих препаратов должны быть установлены жесткие регламенты.
корм животноводство токсикология лекарственный
Источник
Новость 28 из 28
Антиоксиданты
Для приготовления хорошего корма необходимо использовать качественные компоненты, соблюдать технологию их хранения и смешивания. На складах сырье подвергается неблагоприятному воздействию окружающей среды, что в итоге может плохо сказаться на свойствах конечного продукта.
Особенно это касается таких составляющих, как жиры. Влияние тепла, кислорода, ионов металлов, света ведет к окислению жиров и образованию токсичных соединений. Неустойчивость липидов к окислению уменьшает сроки хранения компонентов и готовых кормов. Цепные реакции оксидации имеют следующие характерные особенности. Реакция значительно ускоряется при наличии даже небольших количеств веществ, способных образовывать свободные радикалы (Со, Мn, Fe, Сu и др.), при повышении температуры, воздействии света, ультрафиолетового излучения, увеличении давления. Окисление липидов может проходить и под действием ферментов — липаз и липоксигеназ. Это характерно для липидного комплекса хранящихся масличных семян. Липаза гидролизует триглицериды, липоксигена-за катализирует образование гидропероксидов ненасыщенных жирных кислот, главным образом линолевой и линоленовой. Свободные жирные кислоты окисляются быстрее, чем их остатки, входящие в молекулы жира. Ферментативное прогоркание начинается с его гидролиза липазой.
Скорость реакции окисления может быть резко снижена путем добавления небольших количеств веществ, получивших название антиокислителей или антиоксидантов.
Антиоксиданты препятствуют окислению жиров или сдерживают его. Их действие связано с возникновением менее активного радикала, который не вступает в реакцию с молекулой исходного вещества. При этом расходуются сами антиокислители. Большинство из них имеет предельную концентрацию, при превышении которой срок хранения продукта уже не увеличивается. Как правило, она составляет 0,02%.
Антиоксиданты – природные (витамины Е, К, В5, флавоноиды, фосфатиды лецитин и кефалин, серотонин, адреналин, билирубин, бетаин, аминокислоты глутатион, цистин, цистеин, госсипол, танины, некоторые стероидные гормоны и фенолы, бензойная кислота и др.) и синтетические (бутиокситолуол, бутилоксианизол, сантохин‐этоксиквин, дилудин, фенозан, этилендиаминтетраацетат кальция‐натрия – ЭДТА, пропигаллат) вещества, способные тормозить (ингибировать) окисление ненасыщенных жирных кислот, аминокислот, углеводов, витаминов, гормонов, каратиноидов и др. Наименьшая окислительная способность у дилудина, но он менее токсичен. Синергисты антиокислителей – лимонная, яблочная, винная и аскорбиновая кислоты, некоторые аминокислоты, полифосфаты. Антогонисты антиокислителей – микроэлементы. Кормбикорм с сантохином нельзя подвергать тепловой обработке, т. к. сантохин распадается при температуре 60 0С.
Процесс окисления — самоускоряющийся, поэтому чем раньше добавлен антиокислитель, тем большего эффекта можно от него ожидать. Если скорость окисления уже достигла своего порогового значения, вводить антиоксидант бесполезно.
Эффективность его применения зависит от свойств конкретного продукта и самого антиоксиданта.
Адсорбенты
Наиболее эффективным методом нейтрализации микотоксинов в кормах является использование специальных адсорбентов.
Существует много разновидностей адсорбентов. Они связывают в пищеварительном тракте низкомолекулярные токсичные вещества, которыми являются микотоксины, и выводят их из организма, не давая последним попасть в кровь. Адсорбенты могут быть трех типов: неорганические, органические и комбинированные. Неорганические адсорбенты (цеолит, каолинит, диатомит, бентонит, сепиолит, алюмосиликат) – природные слоистые минералы, состоящие из силикатов алюминия с содержанием соединений калия, кальция, натрия, магния, железа, серы, фосфора.
Неорганические сорбенты обладают адсорбционными свойствами в отношении микотоксинов, радионуклидов и других токсичных соединений.
Неорганические сорбенты не обладают избирательностью действия только в отношении микотоксинов. Они в большой степени связывают отдельные витамины, микроэлементы, ферменты, активные органические кислоты, удаляя их из организма. Однако существует мнение, что адсорбируясь на поверхности неорганических адсорбентов внутри организма, биологически активные вещества тем самым повышают свою активность и стабильность на период действия. Цеолиты содержат железо, ртуть – до 10 мг/кг, мышьяк – до 120 мг/кг, свинец – до 80 мг/кг, может содержаться радиоактивный стронций и кадмий.
Широко распространенные глинистые адсорбенты микотоксинов представляют собой полимеры с большой молекулярной массой, способные образовывать комплексы с молекулами микотоксинов в кишечнике при добавлении в корм. Такие комплексы не всасываются, проходя по пищеварительному тракту и выделяясь с фекалиями. Согласно многочисленным исследованиям, глинистые продукты в основном эффективны против афлатоксинов и демонстрируют слабый эффект или отсутствие положительного эффекта против вомитоксина, зеараленона, Т-2 токсина, охратоксина, диацетоксисципренола.
Органические адсорбенты – это комбинация активных ингредиентов (оксиквинола, тимола и др.), извлеченных специальным методом из внутренних клеточных оболочек дрожжей и вызывающих инактивацию микотоксинов.
Третий уровень адсорбентов ‐ синергический комплекс, сочетающий сорбтивный эффект неорганических препаратов с ферментативной инактивацией неполярных молекул микотоксинов микроорганизмами инактивирующим действием органических адсорбентов.
Действенность адсорбентов, как и микотоксинов, зависит от многих обстоятельств, влияющих на конечный результат: от количества вводимого в корм адсорбента, его способности связывать микотоксины, их вида, состава рациона, возраста животных и птицы, уровня их продуктивности, условий содержания и др.
Ароматизаторы и вкусовые добавки
Самой важной целью применения ароматизаторов и вкусовых добавок является стимулирование потребления корма животными. Независимо от изменений сырья, вводимого в комбикорм, на потребление корма действуют и внешние факторы, вызывающие у животных стресс, такие как отъем, перегруппировка, транспорт, тепло или холод. В результате происходит снижение потребления корма. Добавка ароматизатора в кормовую смесь и улучшение ее кормовых качеств побуждает животных к ее потреблению, и в итоге ограничивает влияние неблагополучных факторов на их рост и развитие.
Ароматизаторы и вкусовые добавки улучшают аппетит у животных, особенно у молодняка. Для этих целей в их состав вводят фрукто‐олигосахариды, фитоэкстракты, лекарственные травы, кориандровый шрот, отходы какао, молочные продукты, натуральные аналоги ванили, молочных сливок.
Ферменты
Ферменты – специфические белки, выполняющие роль биологических катализаторов расщепления белка, жира, фитатных соединений, крахмала и некрахмалистых полисахаридов (НКП) – целлюлозы, гемицеллюлозы‐ксиланов, β‐глюканов, а также пектиновых веществ. Ферменты не являются токсичными для живых организмов. В организме фермент, поступивший извне, постепенно под действием собственных пищеварительных ферментов организма разлагается до аминокислот.
Применение ферментных препаратов повышает энергетическую ценность корма, переваримость питательных веществ, устраняет негативныйвный эффект антипитательных факторов НКП, улучшает микробиологическую среду кишечника. При изготовлении кормов широко применяются амилолитические (амилаза), протеолитические (протеаза), липолитические (липаза), цитолитические ферменты (целлюлаза, ксиланаза, β‐глюканаза, пектиназа), а также ферменты литического (иммуностимулирующего и лизисного) действия и фитаза.
Ферменты активны и стабильны при физиологических температурах и рН и теряют активность при высокой температуре и крайних значениях рН. Повышение температуры (при гранулировании, экструдировании, экспандировании) приводит к разрушению молекул ферментов. Причем β‐ глюканаза более устойчива к воздействию температуры, чем ксиланаза.
Термостабильность ферментных препаратов зависит от продуцента, используемого для его производства, а также от специальных приемов в технологии производства ферментного препарата. Ферменты, синтезированные термоустойчивыми штаммами, а также ферменты бактериального происхождения обладают большей термостабильностью. При температурном режиме обработки комбикормов выше 850С целесообразно применять ферментные препараты в термостабильной оболочке, гранулированные или жидкую форму препарата путем напыления после термомеханической обработки комбикорма. Ферменты могут ингибироваться (угнетаться) специфическими белками‐ингибиторами, содержащимися в злаковых культурах, тяжелыми металлами, продуктами окисления жиров.
Подкислители
Выполнение желудочно‐кишечным трактом функций по усвоению питательных веществ и защитного барьера для задержки инфекционных организмов требуется наличие кислотности. Кислотность может снижаться в виду использования кормов с повышенной кислотосвязывающей способностью. В связи с этим рекомендуется использовать подкислители. Они увеличивают кислотность пищеварительного тракта (уменьшают рН), при этом ингибируется рост грамм‐отрицательных бактерий, улучшается работа ферментов и грамм‐положительных бактерий (молочнокислых и продуцирующих пропионовую кислоту).
Наиболее применяемые в составе подкислителей органические кислоты: уксусная, пропионовая, масляная, муравьиная, молочная, сорбиновая, лимонная, фумаровая, бензойная и их соли, из неорганических кислот – фосфорная.
Наибольшим эффектом в задержке роста плесени обладает пропионовая и сорбиновая кислота, лучшие антибактериальные свойства у сорбиновой, муравьиной, молочной, уксусной и пропионовой кислоты, наибольший эффект против Clostridia у муравьиной кислоты, росту кишечных ворсинок наиболее способствует масляная, пропионовая и уксусная кислота.
Муравьиная, молочная, лимонная и фосфорная кислоты значительно снижают кислотосвязывающую способность кормов. Уксусная и пропионовая кислоты слабо воздействуют на кислотность кормов. На сальмонеллу эффективно действует смесь муравьиной и пропионовой кислот, то есть проявляется синергический эффект взаимодействия. Муравьиная, уксусная, пропионовая кислоты имеют горький и едкий привкус, сорбиновая – нейтральный, бензойная – приторный. Фумаровая кислота обладает лучшими вкусовыми качествами и пролонгированным действием. Для снижения агрессивности кислот часто применяют их соли.
Важной положительной особенностью действия короткоцепочечных органических кислот является то, что в отличие от антибиотиков они не переходят в конечный продукт и не вырабатывается привыкания патогенной микрофлоры. Поэтому органические кислоты часто используют как альтернативу антибиотикам.
Кокцидиостатики
Кокцидиостатики относятся к лекарственным веществам, задерживающих развитие кокцидий или полностью их убивающих. Кокцидии вызывают заболевание животных, в первую очередь, птицы, кокцидиозом. Кокцидии являются внутриклеточными паразитическими простейшими семейства эймерий. Существуют много видов кокцидий, которые могут поражать животных, но только некоторых из них считают действительно опасными. Например, у домашней птицы самыми патогенными являются: Eimeria tenella, E. Necatrix , E. Acervulina, E. maxima и E. Brunetlli. Жизненный цикл кокцидий начинается, как только чувствительные птицы примут сполурированные социсты из подстилки, воды или корма. Они поражают отдельные участки пищеварительного тракта, в основном толстую и тонкую кишки. При обширном поражении кишечника появляется кровотечение, происходит быстрая потеря массы тела, поносы и смертность птицы. Главным источником кокцидиоза у птицы является подстилка. Клеточное содержание его снижает, но полностью не исключает.
Кокцидиостатики получают либо химическим путем, либо являются по своему характеру антибиотиками, вырабатываемыми разными микроорганизмами. Большинство кокцидиостатических препаратов необходимо исключать из рациона за несколько дней до забоя животных во избежании остаточного заражения мяса. Однако слишком ранний отказ применения кокцидиостатиков может уничтожить преимущества, полученные в результате их использования.
Пробиотики и пребиотики
Пробиотики – препараты, которые содержат живые микроорганизмы, относящиеся к нормальной, физиологически и эволюционно обоснованной флоре кишечного тракта, и положительно влияют на организм хозяина.
Пробиотики могут колонизироваться и размножаться в кишечнике, таким образом, блокируя рецепторы и предотвращая присоединение других бактерий, включая такие вредные виды, как энтеропатогены Е. coli или Salmonella. Кроме того, микроорганизмам, присутствующим в кишечнике, необходимы питательные вещества, поступающие из корма. Таким образом, благоприятная микрофлора будет подавлять патогены в процессе борьбы за доступные питательные вещества.
Пребиотики – субстраты, стимулирующие естественную микрофлору. Это большая группа веществ, которые в норме поступают животным и птице в составе рациона. Они не перевариваются и не всасываются в желудке и тонком отделе кишечника, поступают в толстый отдел кишечника, где используются в качестве питательной среды для нормальной микрофлоры. В первые дни после рождения у млекопитающих основным пребиотическим субстратом является лактулоза. Она в необходимом количестве образуется из лактозы, входящей в состав молока. С началом использования в качестве прикорма других продуктов субстратом, способствующим росту нормальной микрофлоры, становятся элементы клеточных оболочек растений, свеклы, моркови, пектины, отруби и т.д. Пищевые волокна выполняют и другие важные функции: нормализуют моторику, предотвращают запоры, адсорбируют токсины и т.д.
Источник