Ферментна целюлозоамілолітична кормова добавка для свиней

Реферат: UA 101759 U UA 101759 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до тваринництва, зокрема до годівлі тварин. В період, коли ціни на корми та кормову сировину постійно зростають, всі зусилля повинні бути направлені на розробку раціонів, які залишаючись недорогими, не знижують своєї поживної цінності. Спостерігається тенденція використання раціонів з підвищеним вмістом сирої клітковини за рахунок введення у їх склад пшеничних та ячмінних висівок, сухої пшеничної та кукурудзяної барди, кормових дріжджів. Варто нагадати, що показник сира клітковина часто не береться до уваги, тому що більш точнішу інформацію щодо поживності раціонів надає показник нейтрально-детергентної клітковини, неструктурних вуглеводів, а також кислото-детергентної клітковини і некрохмальних полісахаридів, які практично не перетравлюються у шлунковокишковому тракті тварин. Відповідно підвищується витрата білків та енергії спожитих з раціоном. Запропонована нами добавка спрямована на зниження витрат при застосуванні раціонів з підвищеним вмістом згаданих показників. Час проходження корму через шлунковокишковий тракт, а також його рН середовище створюють ідеальні умови для роботи ферментних добавок. Зрозуміло, що оскільки полісахариди клітинної стінки рослинних кормів є комплексом різних сполук, то мало імовірно, що додавання у раціон окремого ферментного препарату здатне перевести некрохмальні полісахариди у легкозасвоювані форми. Тому, надзвичайно актуальними є дослідження впливу ферментних сумішок та комплексів на вуглеводно-лігніновий комплекс кормів, раціонів і комбікормової продукції, а також підвищення їх продуктивної дії у організмі свиней. Разом з тим, ферментні сумішки та комплекси, які представлені на ринку кормових добавок, мають суттєві відмінності за дією, активністю, дозуванням і специфічністю. Крім того ведеться постійний пошук нових біотехнологічних прийомів та розширення номенклатури ферментів і пробіотиків, що потребує наукового обґрунтування і відповідної зоотехнічної оцінки. Відомі ферментні кормові добавки для раціонів різних сільськогосподарських тварин, які можна розглядати, як аналоги запропонованої корисної моделі. Вони містять у своєму складі необхідні для тварини екзогенні ферментні препарати, які мають поверхневу дію і в першу чергу на протеолітичний комплекс [1, 2, 3, 4]. Недоліком окремих з них є те, що вони застосовуються у кормовиробництві для обробки лише зернової частини раціону. Так, введення мультиензимної композиції, яка включає целюлозолітичний препарат з Trichoderma viride, амілолітичний препарат з Bacillus subtillis має позитивну дію при використанні раціонів та комбікормової продукції з підвищеним у 2,5 рази вмістом сирої клітковини, але за рахунок лущеного і нелущеного зерна ячменю [5]. Введення мультиензимної добавки для ферментативної обробки зернових кормів, які входять у склад зернової частини раціонів дозволяє довести в них вміст жита до 50 % [6]. Штам бактерій Bacillus licheniformis (продукуючий комплекс термостабільних амілолітичних і протеолітичних) ферментів є активним у діапазоні значень рН 5,0-11,0 і температурі 30-105 °C, але його недоліком є те, що він перспективний лише для обробки крохмалю або крохмалевмістної сировини з глибоким гідролізом та розщепленням білків [7]. Відомі мультиензимні композиції, недоліком яких є те, що підібране співвідношення ферментних препаратів целюлази, ксиланази, полігалактуронази і галактозидази рекомендоване для введення у комбікормову продукцію з підвищеним рівнем білкової рослинної сировини з метою зниження дефіциту білка у тваринному організмі [8]. Адже в даний час потреба кормовиробництва у білкових кормах задовольняється лише на 50-60 % і є головним лімітуючим фактором росту виробництва тваринницької продукції. Необхідно відмітити, що при високій активності ксиланази рівень супутніх ферментних препаратів досить низький, це стосується в першу чергу целюлази 245 од/г. Така її кількість введена у складі мультиензимної композиції не забезпечує ефективного впливу на вуглеводно-лігніновий комплекс рослинних складових комбікормової продукції. Як правило, при характеристиці ферментних композицій зарубіжного виробництва приводиться перелік окремих ферментів визначених методиками фірм-виробників. По цій причині провести порівняльну оцінку з розробленою ферментною кормовою добавкою складно. Але враховуючи той факт, що зарубіжні препарати стандартизуються, в більшості випадків, по активності одного ферменту, наявність якого гарантовано стабільна, рівень інших, супутніх ферментних препаратів у різних партіях коливається у значних межах [9, 10, 11]. Близькою до запропонованої корисної моделі є також α-амілазна добавка, до складу якої входять целюлозолітичні ферменти, що виробляється Kemin Industries, INC. Її недоліком є обмежена присутність на ринку України, а також висока ціна [12]. Прототипом запропонованої нами корисної моделі є мультиензимна композиція для тваринництва [13], на основі целюлолітичного ферменту з Trichoderma viride і амілолітичного ферменту Bacillus subtilis, у співвідношенні ферментних активностей відповідно 1:5. 1 UA 101759 U 5 10 15 20 Запропонована композиція може бути використана у складі комбікормів і позитивно впливає на продуктивність сільськогосподарських тварин. Недоліком є низька інформативність патентного документу, щодо її впливу на склад вуглеводно-лігнінового комплексу, перетравність основних поживних речовин у організмі тварин, баланси та утримання біогенних елементів. Задачею корисної моделі є розробка структури ферментної целюлозоамілолітичної добавки, введення якої у раціони та комбікорми свиней сприятиме перетворенню полісахаридів із нерозчинної форми у розчинну, сприяючи цим їх розщепленню у організмі. При застосуванні комплексу цих ферментів підвищується не лише засвоєння енергії, але відмічено підвищення загальної поживності раціонів та комбікормів. Адже ферменти, руйнуючи стінки рослинних клітин, звільняють додаткову кількість протеїну, жиру та крохмалю. Поставлена задача вирішується тим, що ферментна целюлозоамілолітична кормова добавка для свиней, до складу якої входить целюлозолітичний і амілолітичний фермент, згідно корисної моделі включає 0,5 % ферменту целюлази, один грам якої забезпечує 2700 одиниць активності, і 0,1 % α-амілази, один грам якої забезпечує 9342 одиниць активності, при цьому співвідношення активності ферментів у добавці 1:4 відповідно. Приклад 1. З метою перевірки ефективності використання ферментної целюлозоамілолітичної кормової добавки для свиней було проведено два лабораторні досліди. Різні за складом раціони в умовах рН 6,5 і при температурі 37 °C протягом двох годин оброблялися добавкою, яка включала 0,5 % целюлази з активністю 2700 од/г та 0,1 % амілази з активністю 9342 од/г. Таблиця 1 Вплив ферментної кормової добавки на склад вуглеводно-лігнінового комплексу, % у АСР 1 раціон Вуглеводно-лігніновий комплекс Σ легкорозчинних вуглеводів Крохмаль Цукор Геміцелюлоза Целюлоза Лігнін 25 30 35 38,7 % зерна кукурудзи, 40,7 % висівок пшеничних, 20,3 % соняшникової макухи, 0,1 % лізину, 0,17 % мінеральної добавки, 0,03 % кухонної солі контроль 57,40 48,24 1,30 7,86 1,39 3,06 дослід 59,79 46,92 4,12 8,75 1,09 1,49 2 раціон 59 % зерна ячменю, 19 % зерна кукурудзи, 10 % зерна пшениці, 9 % соєвої макухи, 1,69 % крейди, 0,84 % мінеральної добавки, 0,47 % кухонної солі контроль дослід 57,38 65,53 45,69 50,60 5,43 5,69 6,26 8,24 1,22 0,78 1,31 1,09 Отримані дані доводять ефективну дію добавки, адже введення її у склад першого раціону забезпечує збільшення вмісту суми легкорозчинних вуглеводів на 2,39 %, цукру - на 2,8 %, геміцелюлоз - на 0,89 %, за рахунок зниження вмісту целюлози - на 0,3 % та лігніну на 1,57 %, порівняно з контролем. При введенні її у другий раціон сума легкорозчинних вуглеводів збільшується на 8,15 %, цукру - на 2,8 %, крохмалю - на 4,9 %, геміцелюлоз - на 1,98 %, а вміст целюлози зменшується на 0,44 % і лігніну на 0,22 %, порівняно з контролем. Приклад 2. З метою перевірки ефективної дії ферментної целюлозоамілолітичної кормової добавки проведено балансовий дослід на свинях. Для цього було сформовано дві групи тварин, одна контрольна і одна дослідна, по чотири голови у групі, (табл. 2). Контрольна група споживала раціон з підвищеним вмістом клітковини. Друга група отримувала аналогічний раціон до складу якого була введена ферментна целюлозоамілолітична добавка. Під час досліду велось спостереження за фізіологічним станом свиней та їх продуктивністю. 2 UA 101759 U Таблиця 2 Схема балансового досліду на свинях вагою 70 кг Група 1 контрольна 4 2 дослідна 5 Кількість тварин 4 Періоди підготовчий (3 дні) обліковий (8 днів) Основний раціон (38,7 % зерна кукурудзи, 40,7 % висівок пшеничних, 20,3 % ОР соняшникової макухи, 0,1 % лізину, 0,17 % мінеральної добавки, 0,03 % кухонної солі) 15,5 г целюлази та 3,2 г ОР + 15,5 г целюлaзи та амілази 3,2 г амілази Протягом облікового періоду відбирали зразки корму, залишків, калу та сечі. В кінці досліду вони усереднювались, проходили підготовку і досліджувалися на вміст сухої речовини, органічної речовини, сирого протешу, жиру, клітковини, золи та безазотистих екстрактивних речовин. Дані одержані після проведення визначень, дозволили встановити коефіцієнти перетравності основних поживних речовин (табл. 3). Таблиця 3 Перетравність поживних речовин раціону дослідними тваринами при врахуванні показників сирої клітковини і БЕР, % n=4, M±m Група Суха речовина 1 контрольна ±m 2 дослідна ±m 75,63 ±1,01 79,64 ±0,35 Органічна речовина 77,75 ±0,89 81,76 ±0,13 Сирий протеїн 76,63 ±1,54 83,24 ±0,65 Сирий жир 54,82 ±3,13 60,56 ±2,16 Сира клітковина БЕР 47,89 ±2,06 55,37 ±1,41 83,29 ±0,83 86,33 ±0,56 10 15 Свині, які отримували раціон збагачений ферментною целюлозоамілолітичною кормовою добавкою, перетравлювали краще сухі речовини і органічні речовини на 4,01 %, сирий протеїн на 6,61 %, сирий жир на 5,74 %, сиру клітковину на 7,45 %, безазотисті екстрактивні речовини на 3,04 % порівняно з контролем. У середніх досліджених зразках проводилось визначення нейтрально-детергентної і кислото-детергентної клітковини, а також вміст неструктурних вуглеводів. Адже ці показники більш точніше характеризують поживність кормів та раціонів ніж сира клітковина і БЕР, а також важливо встановлювати коефіцієнти перетравності цих поживних речовин (табл. 4). Таблиця 4 Перетравність поживних речовин раціону дослідними тваринами при врахуванні показників НДК і НСВ, % n=4, M±m Група Суха речовина 1 контрольна ±m 2 дослідна ±m 75,63 ±1,01 79,64 ±0,35 Органічна речовина 77,75 ±0,89 81,76 ±0,13 Сирий протеїн 76,63 ±1,54 83,24 ±0,65 Сирий жир 54,82 ±3,13 60,56 ±2,16 НДК НСВ 60,11 ±5,09 65,86 ±5,44 85,50 ±2,24 88,29 ±1,36 20 Перетравність НДК і НСВ протікала краще у свиней споживаючих розроблену ферментну целюлозоамілолітичну добавку відповідно на 5,75 % і на 2,79 %. Баланс азоту у свиней дослідної групи підтверджує кращу їх продуктивність (табл. 5). Адже у них більша кількість азоту надійшла у обмін і відповідно більша його кількість утрималась у 3 UA 101759 U організмі. І якщо середньодобові прирости свиней дослідної групи були на рівні 824 г, тобто на 178 г вищі ніж у контрольних тварин, то і утримання азоту у їх організмі було вищим на 25 %). Таблиця 5 Баланс азоту у організмі дослідних свиней Група 1 контрольна ±m 2 дослідна ±m 5 10 Азот в кормі, г 73,70 ±0,00 73,70 ±0,00 Азот в спожитому кормі, г 69,46 ±3,36 72,21 1,01 Азот в сечі, Азот в калі, Надійшло в г г обмін, г 33,35 ±2,93 33,59 0,42 16,17 ±1,36 12,08 0,63 53,29 ±2,85 60,12 ±0,53 Утримано в тілі, г 19,95 ±2,27 26,53 ±0,62 У свиней дослідної групи більша кількість азоту надходила у обмін і його значно менше виділялося з неперетравленими рештками. В результаті процент азоту спожитого і того, що надійшов у обмін був також вищим. Тоді, як вміст азоту у раціоні контрольної і дослідної груп був на однаковому рівні 73,70 г. Не менш цікавий і той факт, що при вивченні балансу фосфору було встановлено, що тварини дослідної групи утримували більшу кількість фосфору з аналогічного контрольним тваринам раціону завдяки введеній ферментній целюлозоамілолітичній кормовій добавці (табл. 7). Це відбулось завдяки тому, що свині дослідної групи виділяли меншу на 6 % кількість цього елементу з неперетравленими рештками і у обмінні процеси цих тварин його надходило більше на 15 %. Приблизно на таку ж кількість більше утрималось фосфору у їх організмі. 15 Таблиця 7 Баланс фосфору Група Фосфор в кормі, г 1 контрольна ±m 2 дослідна ±m 14,09 ±0,00 14,09 ±0,00 Фосфор в спожитому кормі, г 36,89 ±1,72 38,13 ±0,58 Фосфор в сечі, г Фосфор в калі, г Надійшло в обмін, г Утримано в тілі, г 3,77 ±037 4,34 ±0,18 22,65 ±1,79 21,31 ±0,72 14,24 ±1,58 16,83 ±0,82 10,46 ±1,30 12,48 ±0,64 Приклад 3. Дані фізіологічного досліду свідчать, що додавання у склад раціонів свиней ферментної целюлозоамілолітичної кормової добавки позитивно впливає на процеси травлення та продуктивність, а тому знижуються затрати на одиницю приросту (табл. 8) 20 Таблиця 8 Затрати на одиницю приросту свиней під час досліду Група 1 контрольна ±m 2 дослідна ±m 25 Середньодобові прирости живої маси, г 647,12 ±14,77 824,62 ±44,79 Кормові одиниці 5,04 ±0,06 4,40 ±0,11 Затрати на 1 кг приросту Перетравного Обмінної енергії протеїну 545,24 58,34 ±18,08 ±0,59 489,93 51,37 ±12,10 ±1,23 У свиней контрольної групи середньодобові прирости були на рівні 647 г, а тварини, з введеною ферментною целюлозоамілолітичною кормовою добавкою середньодобові прирости становили 824 г, що більше на 177,48 г або 21,25 %. Спостерігалася тенденція до зниження витрат корму на один кілограм приросту, кормові одиниці зменшувались на 12,18 %, перетравний протеїн зменшувався на 10,14 %, обмінна енергія зменшувалась на 11,95 % порівняно з контрольною групою. 4 UA 101759 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Отже, використання ферментної целюлозоамілолітичної кормової добавки покращує перетравність основних поживних речовин у організмі свиней в тому числі і вуглеводного комплексу раціонів, які містять у 1,5-2 рази більше сирої клітковини порівняно з нормативною документацією ДСТУ 4508:2005. При цьому у свиней покращуються баланси азоту та фосфору, утримання цих елементів у організмі підвищується. Витрати на одиницю продукції знижуються. Враховуючи вищесказане, доцільно вводити представлену добавку у раціони свиней на дорощуванні та відгодівлі з розрахунку 5 кг целюлази і 1 кг амілази, з врахуванням співвідношення активності 1:4, на 1 т комбікорму чи раціону. Джерела інформації: 1. Патент Україна № 25612, МПК А23К1/14. Заяв. № 200704528, 23.04.2007 р., Опубл. 10.08.2007. Бюл. № 12, 2007 р. Інститут кормів УЛАН "Спосіб підвищення ферментних реакцій і продуктивності телят-молочників". 2. Патент Україна № 10246 А, МПК А23К1/165, Заяв. № 95031213, 17.03.1995, Опубл. 25.12.1996, Бюл. № 4, 1996 р. "Полі ферментна композиція для годівлі сільськогосподарських тварин". 3. Патент Україна № 6725, 7 А23К1/22. Заяв. № 20041109127, 08.11.2004 р., Опубл. 16.05.2005. Бюл. № 5, 2005 р. "Спосіб використання препарату целобактерину у годівлі свиней". 4. Патент Україна № № 8482, 7 А01К67/00, А23К1/16, Заяв. № 20041210173, 10.12.2004, Опубл. 15.08.2005, Бюл. № 8, 2005 р. ТОВ "БІОХЕМ ЛТД" "Спосіб підвищення продуктивності та збереження поголів'я птиці шляхом додавання у склад корму амінокислоти, пробіотиків та суміші ферментів". 5. Патент Российская федерация № 2117703 Мультиэнзимная композиция для животноводства / Удалова Э.В. Рышкова Т.М.; Ицыгин Б.Б.; Околелова Т.М.; Фисинин В.И.; Тишенков П.И.; Федорова Л.Г.; Крохина В.А.; Антошин В.В.; заявитель и патентообладатель Акционерное общество "Биотехнология"; № 96108020/13 заявл. 17.04.1996 опубл. 20.08.1998. 6. Патент Российская федерация № 2236459 Мультиензимная добавка для ферментативной обработки зерновых кормов / Шакиров Ш.К., Бикташев Р.У., Гибадулина Ф.С., Бикбов P.P. заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Татарский научноисследовательский институт сельского хозяйства; № 2001135929/13 заявл. 27.12.2001. опубл. 10.10.2004. 7. Патент Российская федерация. № 2177995 Штамм бактерий Bacillus licheniformis продуцент комплекса термостабильных амилолитических и протеолитических ферментов / Цурикова Н.В.; Нефедова Л.И.; Окунев О.Н.; Синицын А.П.; Черноглазов В.М.; заявитель и патентообладатель ООО НПК "Фермтек" - № 98102082/13, заявл. 05.02.1998, опубл. 10.01.2002. 8. Патент Российская федерация. № 2388818 Мультиэнзимная композиция для животноводства / Удалова Э.В., Рышкова Т.М., Бравова Г.Б., Никитина М.Б., Громова Г.А., Купцова Г.Б; заявитель и патентообладатель - Некоммерческое партнерство НТЦ "Лекарства и биотехнология"; № 2008115801/13 заявл. 24.04.2008 опубл. 10.05.2010 Бюл. № 13. 9. Корма и биологически активные добавки для птицы. -М.: Колос, 1999. - 93 с. 10. Феодорин Р., Кривко В., Скидан В., Маркова Д., Тимошинов В. Ферменты для повышения качества корма // Комбикорма. - 2004. № 7. - с. 49. 11. Кузьмина В. Ферменты - неотъемлемая часть рационов // Комбикорма. - 2004. - № 3. - с. 70-71. 12. Patent United States № 2011/0183032 Stomach-proected alpha-amylase to improve the utilization of diet energy and growth performance of animals / Zhiyong Duan, Yongcai Liu, Ye Lao, Dong Chen, Jun Ma, Assignee: Kemin Industries. Inc. Appl. No 13/007,866 Filed 17 Jan 2011. 13. Патент Российская федерация № 2080386 Мультиэнзимная композиция для животноводства / Э.В Удалова П.И., Тишенков, Б.Б. Ицыгин, Т.М. Околелова, Д.Л. Тишенкова, С.Д. Ковальский и др. Акционерное общество "Биотехнология" заявл.: 05.04.1993 опубл.: 27.05.1997. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 Ферментна целюлозоамілолітична кормова добавка для свиней, до складу якої входить целюлозолітичний та амілолітичний фермент, яка відрізняється тим, що включає 0,5 % ферменту целюлази, 1 грам якої забезпечує 2700 одиниць активності, та 0,1 % -амілази, 1 грам якої забезпечує 9342 одиниць активності, при цьому співвідношення ферментних активностей 1:4 відповідно. 5 UA 101759 U Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 6