Композиція для дезінфекції інкубаційних яєць курей

Реферат: UA 93549 U UA 93549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до сільського господарства, а саме промислового птахівництва і може бути використана у комплексі заходів із захисту інкубаційних яєць курей від патогенної мікрофлори бактеріального і вірусного походження протягом інкубації шляхом нанесення на поверхню яєць біоцидної та газопроникної і водночас екологічно безпечної плівки з речовини природного походження, до складу якої входять речовина природного походження хітозан у поєднанні з потужним дезінфектантом з групи органічних перекисних сполук надоцтовою кислотою. Відома речовина для захисту інкубаційних яєць сільськогосподарської птиці - формальдегід у вигляді пари (Дезинфекция инкубационных яиц при промышленной инкубации. Методические рекомендации. - М.: Московская ветеринарная академия, 1983. - 34 с.). Відома речовина з класу органічних перекисей - перекис водню (Н2О2), якій притаманна біоцидна властивість за використання її як у вигляді окремої речовини, так і у сумішах до складу яких входять іони або частки деяких металів та їх оксидів (Claudio Fernandes Cardoso С. F., Jose de Assis Fonseca Faria, Eduardo Henrique Miranda Walter Modeling of sporicidal effect of hydrogen peroxide in the sterilization of low density polyethylene film inoculated with Bacillus subtilis spores // Food Control. - 2011. - V. 22. - P. 1559-1564). Відома біоцидна речовина діоксид титану (ТіО 2) у нано- та ультрадисперсному вигляді на поверхні часток якої розміром 50-500 нм під дією світла видимого діапазону за фотокаталітичним механізмом піддаються руйнації органічні забруднювачі і гине патогенна мікрофлора, що створює підґрунтя для розробки екологічно чистих і ефективних технологій у птахівництві (Rajagopal G., Maruthamuthu S., Mohanan S., Palaniswamy N. Biocidal effects of photocatalytic semiconductor TiO2 // Colloids and Surfaces B: Biointerfaces. - 2006. - V. 51. - P. 107111; Cooper H., Langford Mark K.S., Mac A.M. Crouch Composite photocatalyst for refractory waste degradation (US Patent Issued on February 21, 1989 United States Patent 4806514). Відомі композити, яким притаманні біоцидні властивості на основі хітозану та діоксиду титану ТіО2 (Озерин А.Н. и др. Нанокомпозиты на основе модифицированного хитозана и оксида титана // Высокомолекулярные соединения. - 2006. - Т. 48 № 6. - С. 983-989). Відома речовина з класу органічних перекисей - надоцтова кислота, якій притаманні потужні окислювальні та біоцидні властивості (Flemming H.-С. Die Peressigsaure as Desinfektionsmittel. Ein Uberblick // Zbl. Bakt. Hyg. - 1984. - Bd. 179, N2. - S. 97-111; Alasri A., Valderde M., Roques C., Michel G. Bactericidal properties of peracetic acid and hydrogen peroxide, alone and in combination, in comparison with chlorine and formaldehyde against bacterial water strains // Canadian Journal of Microbiology. - 1992. - V. 38, № 7. - P. 635-642; Baldry M. G. C. The bactericidal, fungicidal and esporicidal properties of hydrogen peroxide and peracetics acid // Journal of Applied Bacteriology. 1983. - V. 54, № 3. p. 417-423. Відома реакція Фентона між перекисом водню Н2О2 та іонами перехідних металів, зокрема 2міді (Сu), яка призводить до утворення високореакційноздатних іонів: ОН , О , та молекул кисню О2, що здатні руйнувати патогенні мікроорганізми шляхом окислення (Sutton Н. С, Winterbourn С.С. On the participation of higher oxidation states of iron and copper in Fenton reactions // Free Radical Biology@Medicine. - 1989. - V. 6. - P. 153-160). Зазначеним речовинам та композиціям притаманні певні недоліки: а) пара формальдегіду є потенційним канцерогеном та подразнювачем дихальних шляхів обслуговуючого персоналу пташників; окрім того тривалість біоцидної дії формальдегіду досить обмежена, зважуючи на підвищену летучість речовини; б) іони заліза (Fe (II), Fe (III) не є потужними біоцидними агентами за звичайних умов; в) надоцтова кислота досить летюча і швидко піддається деструкції, що не виключає вторинної контамінації оброблених поверхонь; г) надоцтова кислота належить до кола корозійно-активних речовин; д) хітозан має помірні біоцидні властивості у певних межах величин кислотності середовища; е) ультра- нанодисперсні частки оксидів металів не досить щільно вкривають твердофазову поверхню, на яку вони нанесені, а також шари зазначених оксидів легко піддаються руйнації, зокрема під дією механічних чинників. Поставлена задача вирішується за рахунок використання як базового компоненту композиції для захисту інкубаційних яєць курей від патогенної мікрофлори кислоторозчинного хітозану, а також надоцтової кислоти, перекису водню (Н2О2), діоксиду титану (ТіO2) у нано- та ультрадисперсному стані та анатазній кристалічній формі, сульфата міді (CuSO 4), пом'якшувача води, мікроелементів (магнію, кобальту, цинку) та води. Теоретичною підставою до конструювання композиції слугували сучасні напрямки у дезінфектології, зокрема поєднання у одному препараті різних активних речовин з метою підсилення за синергетичними залежностями корисних властивостей (біоцидна активність) та інгібування небажаних (корозійна активність) (Russell Hugo&Ayliffe's Principles and Practice of 1 UA 93549 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 Disinfection / Ed. By A.P. Fraise, P.A. Lambert, J.-Y. Maillard. - 2004. - UK: Blackwell Science Ltd. 688 p.) В основу корисної моделі поставлена задача розробки композиції для захисту інкубаційних яєць щодо патогенної мікрофлори бактеріальної, вірусної та грибкової природи, якою б передбачувалося утворення на поверхні яєць захисної газопроникної плівки завтовшки 0,6-8,0 мкм з екологічно безпечної нетоксичної речовини природного походження, якій були б притаманні потужні біоцидні властивості щодо патогенної мікрофлори. Поставлена задача вирішується за рахунок використання як базового компоненту композиції для захисту інкубаційних яєць курей кислоторозчинного хітозану. Хітозан є похідним хітину, який являє собою надзвичайно поширений у природі, нетоксичний, екологічно безпечний та дешевий матеріал, що видобувається у великих промислових обсягах з покривів ракоподібних і комах і якому притаманні потужні біоцидні властивості щодо патогенної мікрофлори. (Muzzarelli R.A.A. Natural Chelating Polymers: Alginic acid, Chitin and Chitosan / Oxford: Pergamon Press, 1973. - 574 p.; Roberts G.A.F. Chitin chemistry / Houndmills: Macmillan, 1992. - 486 p.; Kumar M.N.V.R. A review of chitin and chitosan applications // React. Funct. Polym. - 2000. - V. 46. - P. 1-27. Пропонований склад композиції для утворення на інкубаційних яйцях захисного покриття містить такі компоненти, мас. %: хітозан (кислоторозчинний) (рН 1 % розчину у 2 % надоцтовій кислоті 3,0, 0,1-3,0 сорбційна активність за іонами міді 80,3 мг/г) діоксид титану (ТіО2) в анатазній кристалічній формі 0,1-3,0 (діаметр часток 2,0 - 0,2 мкм) перекис водню (Н2О2) 0,5-5,5 сульфат міді (CuSO4) 1,0-2,5 мікроелементи (магній, 0,1 кобальт, цинк) до 100 вода мас.%. Наведений склад композиції для утворення на інкубаційних яйцях захисного щодо негативних чинників довкілля та патогенної мікрофлори покриття сприяє підвищенню показнику виводимості яєць на 4,6-12,9 % (табл. 1) і зниженню кількості патогенної мікрофлори на поверхні яєць до 2,35-16,02 % від контролю (яйця, оброблені парою формальдегіду) (кількість бактеріальних колоній на середовищі МПА) (таблиця 2). Викладене вище підтверджується наступними прикладами: Приклад 1 На поверхні харчових яєць шляхом обприскування водним розчином хітозану (1 %, рН 5,0) утворюють плівку, яку відразу ж піддають радіаційній обробці (2,0 кГр) з метою поліпшення і збереження якості яєць протягом тривалого зберігання (Xian De li et al. Effect of combination of chitosan coating and irradiation on physicochemical and functional properties of chicken egg during room-temperature storage // Radiation Physics and Chemistry. - Vol. 78, Issues 7-8. - 2009. - P. 589591. Аналогічно прикладові 1. Відмінність полягає в тому, що, по-перше, у зазначеному прототипі хітозан розчиняють у харчовій оцтовій кислоті, по-друге, до складу розчину для утворення на інкубаційних яйцях захисного покриття, окрім хітозану у концентраціях 0,1-3,0 (в залежності від вихідної якості яєць) надоцтової кислоти (НОК) і води входять пом'якшувач води, неорганічний барвник (неорганічний пігмент) і мікроелементи (магній, кобальт, цинк, мідь). Показник кислотності розчину (рН) не перевищує 3,0. Приклад 2 Для підвищення якості харчових яєць та поліпшення якості шкаралупи автори використовували спосіб покриття останніх плівкою, що містила хітозан та молочну кислоту (Cenzig Caner, Ozge Cansiz Chitosan coating minimises eggshell breakage and improves egg quality // Journal of the Science of Food and Agriculture. - 2007. - Vol. 88, Issue 1. - P. 56-61). Аналогічно прикладові 2. Відмінність від прототипу полягає у складі захисної плівки - у нашому випадку використання молочної кислоти є недоцільним, оскільки зазначена речовина погіршить газопроникність яєць. Приклад 3 2 UA 93549 U 5 10 15 На поверхні інкубаційних яєць шляхом обприскування 0,1-3,0 % розчином хітозану у 2 % оцтовій кислоті (рН 3,6) утворюють захисну щодо негативних чинників довкілля та патогенної мікрофлори газопроникну плівку з вираженими біоцидними властивостями (патент на корисну модель № 59917 «Спосіб захисту інкубаційних яєць курей покриттям з хітозану», Автори: Бордунова О.Г., Астраханцева О.Г., Байдевлятова О.М., Чіванов В.Д.). Аналогічно прикладові 3. Відмінність від прототипу полягає у тому, що, по-перше, у нашому випадку хітозан розчиняють у надоцтовій кислоті (НОК), по-друге, до складу розчину для утворення на інкубаційних яйцях захисного покриття, окрім хітозану у концентраціях 0,1-3,0 (в залежності від вихідної якості яєць) НОК і води входять: діоксид титану (ТіO 2) у анатазній кристалічній формі (діаметр часток 2,0-0,2 мкм), перекис водню (Н2О2), сульфат міді (CuSO4), і мікроелементи (магній, кобальт, цинк, мідь). Показник кислотності розчину (рН) не перевищує 3,0. Приклад 4 У досліді інкубували по 1000 яєць курей трьох порід - род-айленд червоний, полтавська глиняста та бірківська барвиста за усталеною методикою (Інкубація: Метод, посібник / В.О. Бреславець, М.І. Сахацький, Б.Т. Стегній та інші. - ІП УААН. - Харків, 2001. - С. 56). Дослідне господарство "Борки"; інкубатор "Універсал 55"; вік птиці 40 тижнів. Прототип - варіант досліду, де використовували класичний метод - обробку парою формальдегіду. 20 Таблиця 1 Результати інкубації Слабкі Закла- НезаВивід Виводи«Кров'яне ЗавЗадота дено, пліднені курчат, мість кільце», % мерлі, % хлики, % каліки, шт. яйця, % % яєць, % % Род-айленд червоний 1500 8,6 4,8 1,5 3,3 0,4 81,4 89,1 Методи обробки Формальдегід Композиція дезінфекції інкубаційних курей Формальдегід Композиція дезінфекції інкубаційних курей Формальдегід Композиція дезінфекції інкубаційних курей 25 30 для 1500 4,5 0,5 1,2 0,1 91,1 95,4 1500 Полтавська глиняста 12,6 8,4 2,8 2,2 0,8 73,2 83,8 1500 14,1 1,1 2,4. 0,3 75,9 88,4 1500 яєць 2,6 Бірківська барвиста 8,3 4,7 2,3 3,9 1,5 79,3 84,4 0,9 0,2 88,5 97,3 для яєць 6,17 для яєць 500 9 1,1 0,3 Подані у таблиці 1 дані свідчать про те, що показник виводимості яєць складає 88,4-97,3 %, що достовірно вище, аніж у варіантах, де застосовувалась обробка класичним методом парами формальдегіду. Приклад 5 Дослідження біоцидної активності композиції для дезінфекції інкубаційних яєць курей проводили усталеними мікробіологічними методами (Лабораторные исследования в ветеринарии: биохимические и микологические: Справочник / Под ред. Б.И. Антонова // М.: Агропромиздат, 1991). Прототип - варіант досліду, де використовували класичний метод - обробка парою формальдегіду. 3 UA 93549 U Таблиця 2 Рівень мікробної контамінації інкубаційних яєць курей протягом інкубації (МПА, колонії, шт., в середньому, М±m, n=10) До обробки Після обробки 2 години 5 діб 11 діб 19 діб До обробки Після обробки 2 години 5 діб 11 діб 19 діб До обробки Після обробки 2 години 5 діб 11 діб 19 діб Методи обробки Композиція для дезінфекції Пара формальдегіду інкубаційних яєць курей Род-айленд червоний 356,42±8,12 2,73±0,02 1,07±0,02* 6,89±1,16 1,29±0,02* 11,01±1,02 1,79±0,03* 13,35±2,90 2,26±0,07* Полтавська глиняста 325,29±12,04 2,62±0,01 1,01±0,01* 11,57±0,05 1,29±0,01* 28,72±3,17 1,76±0,05* 40,27±3,26 2,35±0,08* Бірківська барвиста 118,81±4,95 2,73±0,01 1,15±0,03* 12,90±1,11 1,47±0,01* 36,91±2,29 2,04±0,11* 108,10±5,14 2,55±0,01* Примітка: * р < 0,05 5 Корисна модель дозволяє підвищити показник виводимості яєць з інкубаційних яєць на 4,612,9 %, а також знизити кількість патогенної мікрофлори на поверхні яєць протягом інкубації до 2,35-16,02 % від контролю. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 Композиція для дезінфекції інкубаційних яєць курей, що містить екологічно безпечну речовину природного походження хітозан (кислоторозчинний) (рН 1 % розчину у 2 % надоцтовій кислоті 3,0, сорбційна активність за іонами міді 80,3 мг/г), що має потужні біоцидні властивості щодо патогенної мікрофлори бактеріальної, вірусної та грибкової природи, яка відрізняється тим, що містить додаткові компоненти: діоксид титану (ТіО 2) у анатазній кристалічній формі (діаметр часток 2,0-0,2 мкм), перекис водню (Н2О2), сульфат міді (CuSO4), мікроелементи (магній, кобальт, цинк, мідь) та воду у такому співвідношенні компонентів (мас. %): хітозан (кислоторозчинний) (рН 1 % розчину у 2 % надоцтовій 0,1-3,0 кислоті 3,0, сорбційна активність за іонами міді 80,3 мг/г) діоксид титану (ТіО2) у анатазній кристалічній формі (діаметр 0,1 - 3,0 часток 2,0 - 0,2 мкм) перекис водню (Н2О2) 0,5 - 5,5 сульфат міді (CuSO4) 1,0 - 2,5 мікроелементи (магній, кобальт, 0,1 цинк) вода решта. 4 UA 93549 U Комп’ютерна верстка В. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5