Influence of microwave treatment of barley containing mycotoxins on its chemical composition, metabolic energy and productivity of quail

Full Text

Введение

Роль птицеводства, как одного из ведущих отраслей животноводства в обеспечении населения ценными диетическими продуктами питания, остается главной на сегодняшний день, и, соответственно, значение отрасли в решении проблемы продовольственной безопасности России не теряет своей актуальности [6]. В структуре себестоимости основных продуктов птицеводства большая доля приходится на корма, которые должны включать определенный набор веществ, полностью удовлетворяющих потребности организма в питании и приготовленные в доступном ему состоянии. Однако помимо требуемых критериев, предъявляемых к качеству кормов, таких как сбалансированность, высококалорийность и необходимая степень измельчения, важное место занимает безопасность кормов, т. к. это напрямую влияет на безопасность получаемой продукции. Одним из показателей безопасности кормов является отсутствие или непревышение предельно допустимых концентраций микотоксинов – низкомолекулярных токсичных вторичных метаболитов микроскопических грибов (Fusarium, Aspergillus, Penicillium и др.), обладающих выраженным иммунодепрессивным действием в организме животных и птиц [3; 16]. В то же время синергический эффект нескольких микотоксинов, одновременно присутствующих в кормах на уровне предельно допустимых концентраций (ПДК), иногда соответствует эффекту одного микотоксина при превышении ПДК в 3‒5 раз [3; 18]. Корма, содержащие микотоксины, могут вызывать как прямую гибель птицы и потерю продуктивности, так и снижение общей сопротивляемости организма птиц к заболеваниям. Вспышки инфекционных патологий на фоне микотоксикозов наиболее опасны, так как невозможно получить от птицы положительного отклика на лечение.

Для снижения содержания микотоксинов в кормах и полного их уничтожения, а также уменьшения влияния на детоксикационную функцию печени можно использовать различные методы и их сочетания: механические, биологические, физические и электрофизические, химические [1; 2; 4; 7; 12; 17; 18]. Одним из способов профилактики и лечения микотоксикозов у животных и птиц является использование сорбентов природного происхождения (цеолиты, бентониты, шунгит), эффективно связывающих в желудочно-кишечном тракте эндогенные и экзогенные токсические вещества [3]. Однако известно, что использование некоторых адсорбентов приводит к частичной потере пищевой ценности кормов за счет всасывания вместе с токсинами питательных веществ корма [9], поэтому поиск способов повышения питательности кормов, используемых в птицеводстве, и сохранение их безопасности остается актуальным вопросом, требующим решения. В связи с этим применение комбинированных способов детоксикации кормов может стать перспективным и позволит не только уничтожить микотоксины и/или нейтрализовать их негативное воздействие на организм птицы, а следовательно, и на получаемую от нее продукцию, но и компенсировать имеющиеся недостатки методов, применяемых отдельно. Многочисленными отечественными и зарубежными авторами доказана эффективность применения микроволновой обработки, позволяющей инактивировать нежелательную микрофлору [4; 7; 8; 10; 13], снизить содержание антипитательных веществ [5; 15], повысить пищевую ценность обработанного сырья или готового корма [11] и усвояемость питательных веществ кормов [14].

С учетом вышеустановленных фактов целью исследований стало изучение влияния микроволновой обработки ячменя, содержащего микотоксины, на его химический состав, обменную энергию и продуктивность перепелов при применении отдельно и в сочетании с цеолитом.

Материалы и методы

Научно-производственный эксперимент проводился в течение 50 дней на перепелах породы Фараон, 30-дневного возраста в условиях КФХ Алимчуевой З. И., расположенного в Республике Марий Эл. Для этого были сформированы 5 групп по 100 голов в каждой, за исключением одной – группы отрицательного контроля, в которой количество птиц составило 40 голов. Соотношение самок и самцов в группах опыта было 3:1. Птицы всех групп опыта кроме основного рациона получали отруби ячменя в количестве 20 % от суточной нормы комбикорма. При этом первая группа было биологическим контролем. Рацион второй группы содержал микотоксины Т-2 и охратоксин А, не превышающие ПДК (отрицательный контроль). Птицы третьей, четвертой и пятой групп получали корм аналогичный корму второй группы, но в третьей группе ячмень, содержащий микотоксины, был подвергнут микроволновой обработке; четвертая группа птиц получала к рациону 3 % цеолита и пятая группа птиц сочетала прием корма с микроволновой обработкой ячменя и 3 % цеолита.

Химический анализ ячменя до и после СВЧ-обработки осуществляли в соответствии с требованиями действующих нормативно-технических документов, а именно ГОСТ Р 57059-2016, ГОСТ 26226-95, ГОСТ 32905-2014, ГОСТ 13496.4-2019, ГОСТ 26570-95, ГОСТ 26657-97. Определение содержания обменной энергии в ячмене до и после микроволновой обработки осуществлялось с использованием уравнения множественной регрессии.

При определении продуктивности перепелов учитывали яичную и мясную продуктивность.

Результаты исследования, обсуждения

Анализ химического состава зерна (ячменя) показал, что после СВЧ-обработки в течение 120 секунд при частоте 915 ГГц и мощности 50 кВт уменьшилась массовая доля влаги на 75,6 %, что вызвало повышение массовой доли сухого вещества на 35 % (рис. 1).

 

Рис. 1. Содержание влаги и сухого вещества в ячмене до и после СВЧ-обработки
Fig. 1. Moisture and dry matter content in barley before and after microwave treatment

 

Более того, анализ количественного состава компонентов сухого вещества ячменя позволил установить, что после СВЧ-обработки произошло повышение сырого протеина и жира на 3,4 и 156 % и безазотистых экстрактивных веществ ‒ на 42,2 %. Однако содержание таких компонентов, как сырая клетчатка и сырая зола, понизилось на 2,4 и 13,7 %. В совокупности содержание органических веществ в ячмене после СВЧ-обработки повысилось на 36,8 % (рис. 2).

 

Рис. 2. Содержание питательных и минеральных веществ в ячмене до и после СВЧ-обработки
Fig. 2. Content of nutrients and minerals in barley before and after microwave treatment

 

Несмотря на то, что общее содержание сырой золы после СВЧ-обработки в ячмене понизилось, содержание кальция повысилось на 16,7 %, а фосфора ‒ в 11 раз.

При определении обменной энергии ячменя до и после СВЧ-обработки было установлено, что разница составила 41 %. Если до СВЧ-обработки обменная энергия составляла 9,27 МДж, то после она составила 13,067 МДж.

Учитывая вышеустановленный факт, возникла необходимость определить, как влияет СВЧ-обработка ячменя, содержащего микотоксины, на продуктивность перепелов и затраты энергии на единицу продукции, при его включении в рацион перепелов отдельно и в сочетании с цеолитом. Результаты представлены в таблице 1.

 

Таблица 1 Результаты определения продуктивности перепелов и затраты обменной энергии на единицу продукции
Table 1 Results of determining quail productivity and metabolic energy costs per unit of production

Показатели / Indicators	Группы опыта / Experimental groups
	1 – контроль / 1 ‒ control group	2 – отриц. контроль / 2 ‒ negative control group	3 ‒ опытная / 3 ‒ experimental group	4 ‒ опытная / 4 ‒experimental group	5 – опытная / 5 ‒ experimental group
1	2	3	4	5	6
Обменная энергия на одну птицу в сутки, МДж	0,407	0,407	0,429	0,407	0,429
Обменная энергия на одну птицу за весь период опыта, МДж	20,35	20,35	21,45	20,35	21,45
Валовое производство яиц, шт.	395	132	550	700	810
Средняя масса одного яйца, г	12,6	11,4	12,0	12,0	12,3
Выход яйцемассы, кг	5,0	1,5	6,6	8,4	10,0
Выход яйцемассы на одну птицу, кг	0,07	0,05	0,09	0,112	0,13
Затраты обменной энергии одной птицей на кг яйцемассы, МДж	5,8	8,14	4,77	3,63	3,3
В % к контролю	100,0	140,3	82,2	62,6	57,0
В % к отрицательному контролю	71,2	100,0	58,6	44,6	40,5
Выход убойной массы, кг	0,206	0,161	0,2	0,192	0,182
Затраты обменной энергии одной птицей на 1 кг убойной массы, МДж	1,97	2,53	2,14	2,12	2,36
В % к контролю	100,0	128,4	108,6	107,6	119,8
В % к отрицательному контролю	77,9	100,0	84,6	84,0	93,3
Общие затраты обменной энергии одной птицей, МДж	7,77	10,67	6,91	5,75	5,66
В % к контролю	100,0	137,3	88,9	74	72,8
В % к отрицательному контролю	72,8	100,0	64,8	53,9	53

 

Из данных таблицы 1 видно, что включение в рацион перепелов 3-й и 5-й опытных групп ячменя, подвергнутого микроволновой обработке, в количестве 20 % от основного рациона, повысило обменную энергию потребляемых кормов на 5,4 %.

При определении яичной продуктивности подопытных птиц было установлено, что выход яйцемассы на одну птицу в опытных группах с 3-й по 5-ю был выше, чем в первой группе на 28,6; 60 и 86 % и на 80; 124 и 160 % выше, чем во 2-й группе отрицательного контроля. При этом затраты обменной энергии на производство кг яйцемассы в тех же опытных группах были ниже, чем в 1-й контрольной группе на 17,8; 37,4 и 43 % и на 41,4; 55,4 и 59,5 % ниже, чем во 2-й группе отрицательного контроля. Разница между контрольными группами составила 40,3 %.

Анализ данных мясной продуктивности перепелов показал, что убойная масса птиц в опытных группах с 3-й по 5-ю была ниже, чем в 1-й контрольной группе на 3; 6,8 и 11,6 %. Однако разница данного показателя со 2-й группой отрицательного контроля составила 24,2; 19,2 и 13 %. Наблюдаемый факт более низких показателей выхода убойной массы птиц объясняется более высокой яйценоскостью и, соответственно, более развитыми яйцеобразующими органами.

При анализе данных затрат обменной энергии на 1 кг убойной массы было установлено, что максимальное количество обменной энергии было зафиксировано во 2-й группе отрицательного контроля и разница с 1-й контрольной группой составила 28,4 %. Разница между 1-й контрольной группой и опытными с 3-й по 5-ю разница составила 8,6; 7,6 и 19,8 %. При этом разница между 2-й группой отрицательного контроля и опытными группами была минимальной и составила 15,4; 16 и 6,7 %, в то время как с 1-й контрольной группой ‒ 22,1 %.

Проанализировав данные об общих затратах обменной энергии на производство продукции, мы установили, что максимальное ее количество было во 2-й группе отрицательного контроля и разница с опытными группами составила 35,2; 46,1 и 47 %. Разница между 1-й группой и опытными группами была меньше и составила 11,1; 26 и 27,2 %. Минимальные значения общих затрат обменной энергии на производство продукции наблюдались в 5-й опытной группе.

Заключение

На основании полученных данных можно сделать заключение, что СВЧ-обработка зерна благоприятно сказывается на яичной и мясной продуктивности перепелов за счет разрушения микотоксинов, содержащихся в кормах, повышения питательной ценности и обменной энергии кормов. Более выраженный эффект наблюдается при совместном применении СВЧ-обработки зерна и цеолита.

Выводы

1. СВЧ-обработка ячменя меняет его химический состав и повышает его обменную энергию, что способствует повышению питательной ценности зерна.
2. Затраты обменной энергии на производство кг яйцемассы превосходят затраты на производство кг убойной массы птиц.
3. Применение СВЧ-обработки ячменя способствует повышению яичной и мясной продуктивности птиц, уменьшая при этом затраты обменной энергии на производство единицы продукции.

About the authors

Leysan F. Yakupova

Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N. E. Bauman

Author for correspondence.
Email: ley.san.1975@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-3083-0622

Ph. D. (Biology), Associate Professor of the Department of Veterinary and Sanitary Expertise

Russian Federation, 35 Sibirskiy tract St, Kazan 420029

Ellada K. Рapunidi

Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N. E. Bauman

Email: papynidi_kki@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-8030-7894

Dr. Sci. (Biology), Professor, Professor of the Department of Veterinary and Sanitary Expertise

Russian Federation, 35 Sibirskiy tract St, Kazan 420029

Ali Kh. Volkov

Kazan State Academy of Veterinary Medicine named after N. E. Bauman

Email: Smolentsev82@mail.ru

Dr. Sci. (Veterinary), Professor, Head of the Department of Veterinary and Sanitary Expertise

Russian Federation, 35 Sibirskiy Tract St., Kazan 420029

Sergey Yu. Smolentsev

Mari State University

Email: Smolentsev82@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6086-1369

Dr. Sci. (Biology), Associate Professor, Professor of the Department of Livestock Production Technology

Russian Federation, 1 Lenin Sq., Yoshkar-Ola 424000

References

Supplementary files