Спосіб моделювання складу жирних кислот молочного жиру у високопродуктивних корів

Спосіб моделювання складу жирних кислот молочного жиру у високопродуктивних корів, який 3 Для попередження негативного впливу рослинних олій на мікрофлору рубця застосовують різні способи захисту ліпідів. Використання хімічного захисту для ліпідів ріпакового насіння не завжди досягає бажаної ефективності, крім того, в багатьох випадках має серйозні недоліки. Зокрема кальцієві солі ріпакової олії через дисоціацію у рубці не зумовлюють бажаного моделювання жирнокислотного складу [Chouinard P.Y., Coraeau L., Butler W.R.et al. Effect of dietary lipid source on conjugated linoleic acid concentrations in milk fat. J.Dairy Sci. - 2001. - 84. - P. 680-690.]. Використання каноламіду через вади аромату спричиняє зниження споживання корму і відповідно зниження продуктивності [Loor J.J., Herbein J.H., Jenkins T.C. Nutrient digestion, biohydrogenation, and fatty acid profiles in blood plasma and milk fat from lactating Holstein cows fed canola oil or canolamide // Anim. Feed Sci and Technol. - 2002. - 97. - P.65-82.], а захист формальдегідом через можливість утворення канцерогенних сполук є небезпечним для здоров'я тварин та споживачів молока [Jenkins Т. С., McGuiret М. А. Major advances in nutrition: Impact on milk composition // J. Dairy Sci. - 2006. - 89. P. 1302-1310.]. Використання термічної обробки з метою захисту, наприклад, екструзії має певні труднощі для ріпакового насіння через високий вміст у ньому жиру [Bayourthe С, Enjalbert F., Moncoulon R. Effects of different forms of canola oil fatty acids plus canola meal on milk composition and physical properties of butter // J. Dairy Sci. - 2000. - 83. - P. 690-696.]. При цьому кожен із способів захисту пов'язаний із складністю технологічних прийомів та значними додатковими фінансовими затратами. Літературні дані щодо впливу згодовування насіння ріпаку на ізомерні форми жирних кислот молочного жиру обмежені [Ward A. T., Wittenberg K. M., Przybylski R. Bovine milk fatty acid profiles produced by feeding diets containing solin, flax and canola // J. Dairy Sci. - 2002. - 85. - P. 1191-1196.; Chichlowski M.W., Shroeder J.W., Park C.S. et al. Altering the fatty acids in milk fat by including canola seed in dairy cattle diets // J. Dairy Sci. - 2005. - 88. P. 3984-3094.], а у вітчизняній літературі відсутні. Найближчим по суті до способу, що заявляється, є спосіб впливу на вміст жиру в молоці та його жирнокислотний склад шляхом згодовування дійним коровам ріпакової олії [Вудмаска І.В. Метаболізм у рубці та його вплив на жирнокислотний склад ліпідів молока корів за різного вуглеводного і ліпідного складу раціону. - Автореферат дис. на здоб. наук. ступ. докт. с.-г. наук. - Львів, 2008.-32 с]. Спосіб полягає у включенні до складу концентратів 240 г/добу ріпакової олії. Застосування способу сприяє зниженню частки середньоланцюгових жирних кислот в молочному жирі та підвищенні загального вмісту транс-ізомерів С18 жирних кислот, в тому числі й біологічно активних. Заявлений спосіб та прототип мають суттєві спільні ознаки: зокрема включення до складу раціонів дійних корів ліпідних добавок одного джерела - насіння ріпаку.Недоліком відомого способу є недостатня його ефективність: відсутність позитивного впливу на рівень молочної продуктивності та 50660 4 вміст жиру в молоці. Крім того, згодовування вільної ріпакової олії спричиняє інгібуючий вплив на мікрофлору рубця, а також підвищення концентрації транс-10 позиційних ізомерів у рубцевій рідині, з якими пов'язано явище молочножирової депресії. Щодо моделювання жирнокислотного складу молочних ліпідів, то згодовування ріпакової олії не впливає істотно на вміст пальмітинової кислоти, з якою пов'язують ризик виникнення серцево-судинних захворювань, обумовлює істотне зниження частки цис-9 олеїнової у молочному жирі та вагоме зростання частки транс-10 позиційних ізомерів октадеценової (СІ8:1) та октадекадієнової (СІ8:2) кислот.Заявлений нами спосіб усуває недоліки прототипу. При згодовуванні повноскладового насіння ріпаку істотно знижується у складі молочних ліпідів вміст пальмітинової кислоти, зростає вміст цис-9 олеїнової, загальний вміст трансізомерів збільшується в основному за рахунок транс-11, при цьому вміст транс-10 ізомерів істотних змін не зазнає. Значно покращуються індекси молочного жиру, які визначають позитивний вплив на здоров'я людини. Згодовування насіння ріпаку високопродуктивним коровам позитивно впливає на величину надоїв (в межах 10% молока з базовою масовою часткою жиру), вміст жиру в молоці (в межах 0,2%, в абсолютних одиницях). В основу корисної моделі покладено завдання - створити новий ефективний спосіб покращення біологічної якості молочного жиру, впливаючи на його жирнокислотний склад шляхом згодовування високопродуктивним коровам повноскладового насіння ріпаку як частини концентрованих кормів, що є економічно вигідним і не потребує додаткових технологічних прийомів. Технічний результат досягають тим, що як жирову кормову добавку у раціонах корів високої продуктивності (5000 кг і більше молока за лактацію) використовують подрібнене насіння ріпаку безерукових низькоглюкозино-латних сортів, кількість якого за вмістом протеїну відповідає 10 % протеїну раціону, причому з раціону виключається така частина концентрованих кормів, щоб сумарна кількість протеїну в раціоні залишилася незмінною. За рахунок повноскладового насіння ріпаку у раціонах забезпечується баланс за протеїном, при цьому зростає вміст сирого жиру (в межах 3 % в сухій речовині), відповідно підвищується концентрація енергії і додаткове надходження біологічно активних речовин. Насіння ріпаку відрізняється високим вмістом ліпідів із складом жирних кислот, який краще збалансований порівняно з насінням інших олійних рослин, і тому є цінним інструментом для моделювання складу жирних кислот молока (Таблиця 1). Воно відзначається низьким вмістом пальмітинової кислоти, високим вмістом олеїнової кислоти та високим (в межах 2-1,5:1) співвідношенням між ліноленовою та лінолевою, тобто кислотами п-З/п-6 ряду, на що нині звертається особлива увага. Насіння інших олійних відзначається домінуванням одної кислоти: соняшника та сої - лінолевої, льону - ліноленової. Сучасна стратегія здорового харчування людини вимагає модифікації жирнокислотного складу ліпідів молока в напрямі зниження частки насичених жирних 5 50660 кислот та підвищення вмісту окремих ізомерних форм ненасичених жирних кислот, наділених біологічною активністю. Тому включення насіння рі 6 паку до раціонів корів забезпечує таку модифікацію. Таблиця 1 Склад жирних кислот насіння ріпаку сорту Дангал, % С1 4:0 С16:0 С16:1 С18:0 С18:1 С18:2 С18:3 С20:1 цис-13С22:1 Крім того, насіння ріпаку служить цінним джерелом енергії, протешу та біологічно активних речовин для корів. Нині має місце значний дефіцит та низька якість кормів, що особливо відбивається на реалізації генетичного потенціалу високопродуктивних корів, і нерідко стає причиною погіршення їх здоров'я. Для високопродуктивних корів через фізичне обмеження можливості поїдання великої кількості кормів особливе значення має якість кормів та концентрація в них енергії. Енергетична цінність повноскладового насіння ріпаку для корів становить в межах 18 МДж/кг. Насіння ріпаку має високий вміст протеїнів (в межах 20 %), амінокислотний склад яких відповідає потребам для синтезу молока. Воно відзначається високим вмістом сполук, які володіють біологічною активністю - антиоксидантів, вітамінів, макро - та мікроелементів (цинк, кобальт), які діючи синергічно забезпечують позитивний вплив на здоров'я тварини, а переходячи в молоко - і на здоров'я людини. При цьому насіння сучасних сортів, зокрема української селекції - Тисменицький, Дангал,містять мінімальні кількості антипоживних сполук - ерукової кислоти та глюкозинолатів. Включення до раціонів корів повноскладового насіння ріпаку, а не продуктів його переробки - олії як ліпідної добавки та шротів і макухи як протеїнової добавки, має ряд переваг для забезпечення комплексом поживних і біологічно активних сполук. Крім того, використання олії у вільному вигляді спричиняє значне пригнічення рубцевої мікрофлори. Використання повноскладового насіння ріпаку, подрібненого з отриманням максимального розміру частинок (в межах 1 мм), забезпечує, з одного боку, повільне вивільнення ліпідів у рубці і відповідно мінімізацію несприятливого впливу на рубцеву мікрофлору, а з другого - неповне біогідрогенування з утворенням транс- ізомерів, причому преференційно у 11-ій позиції. Згодовування насіння ріпаку завдяки складу жирних кислот його ліпідів (Таблиця 1) забезпечує моделювання композиції жирних кислот молока. При цьому знижується частка суми лауринової, міристинової та пальмітинової кислот (в межах 18 %), зростає частка цис-9 олеїнової кислоти (в межах 20 %), зростає ступінь ненасиченості жиру - в середньому до 0,52 проти 0,40 у контролі. Крім того, підвищується частка 0,032 3,32 0,24 1,34 47,67 25,86 16,89 3,49 1,18 біологічно активних транс-11 позиційних ізомерів в середньому в два рази. Таким чином, згодовування насіння ріпаку завдяки складу жирних кислот його ліпідів забезпечує моделювання композиції жирних кислот молока згідно з вимогами сучасної стратегії здорового харчування людини. При проведенні патентного пошуку заявником виявлено технічне рішення, яке містить найбільшу кількість суттєвих ознак, спільних із заявленим способом [Вудмаска І. В. Метаболізм у рубці та його вплив на жирнокислотний склад ліпідів молока корів за різного вуглеводного і ліпідного складу раціону. -Автореферат дис. на здоб. наук. ступ. докт. с.-г. наук. - Львів, 2008. - 32 с.]: полягає у включенні до добового нормованого раціону лактуючих корів рослинної кормової жирової добавки з ріпаку. Однак наявність зазначених, спільних з прототипом ознак, недостатня для отримання технічного результату, який забезпечується заявленим способом. Технічних рішень, які б за сукупністю ознак повністю співпадали з заявленим, не виявлено. Це дозволяє зробити висновок про відповідність заявленого технічного рішення критерію винаходу (корисної моделі) «новизни». У патентній та науково-технічній літературі не знайдено технічних рішень, в яких були б описані відомості про ознаки, які відрізняють заявлений спосіб від прототипу і забезпечують досягнення технічного результату тим, що як рослинну кормову жирову добавку з ріпаку в раціонах високопродуктивних лактуючих корів використовують повноскладове насіння ріпаку безерукових низькоглюкозинолатних сортів, попередньо подрібненого до розміру часток в межах 1 мм, яке вводять у раціони, замінюючи ним 10 % протешу раціону замість частини концентрованих кормів. Отже, заявлене технічне рішення не випливає явним чином з рівня техніки, що дозволяє зробити висновок про його відповідність критерію винаходу (корисної моделі) «винахідницький рівень». Корисна модель належить до галузі молочного тваринництва, зокрема годівлі дійних корів, а саме до способів підвищення продуктивності і покращення якості молока (біологічної цінності). 7 50660 Спосіб може бути застосований на молочних фермах з різними формами власності з метою підвищення якості молока та рівня молочної продуктивності, а також на комбікормових заводах, а тому відповідає критерію винаходу (корисної моделі) - «промислова придатність». Таким чином, заявлене технічне рішення є новим, промислово придатним, має винахідницький рівень, тобто відповідає усім умовам патентоспроможності винаходу (корисної моделі) відповідно до статті 7 розділу II Закону України «Про охорону прав на винаходи і корисні моделі» № 177111 2000 р. Відомості, що підтверджують можливість здійснення корисної моделі Порядок реалізації способу Заявлена корисна модель здійснюється наступним чином: на молочних фермах при приготуванні концентрованих кормів для корів, замість частини зернових, що відповідає 10 % протеїну раціону, включають насіння ріпаку, попередньо подрібненого до розміру часток в межах 1 мм. Цю кормосуміш згодовують коровам двічі на добу. Можна згодовувати подрібнене насіння ріпаку окремо під час доїння, зареєстровано добре споживання його тваринами. Жорстка оболонка насіння ріпаку зумовлює необхідність її механічного руйнування, при цьому грубий помел (дерть) має низку переваг над дрібним (борошно) щодо швидкості ліполізу та протеолізу. Для розмелювання ріпакового насіння можна використовувати дробарки. 8 На комбікормових заводах, які виробляють комбікорми для дійних корів, насіння ріпаку включають до складу комбікормів замість частини протешу у кількості приблизно 10 % потреби у протеїні. Ефективність заявленого способу і його переваги підтверджені прикладами конкретного виконання. Приклади конкретного виконання способу Приклад 1. Для виконання поставленого завдання нами було проведено дослід, який розпочато 15 жовтня 2008 р. і закінчено 5 січня 2009 р. у агрофірмі «Оршівська» Кіцманського району Чернівецької області. Дослід проведено на12 високопродуктивних коровах української червоно-рябої молочної породи, підібраних за принципом аналогів, розділених на дві групи - контрольну і дослідну. Корови перебували на прив'язному утриманні, доїння здійснювалось двічі на добу доїльними апаратами в молокопровід. Дослід проводився у два періоди - зрівняльний, тривалістю 20 днів, та дослідний, тривалістю 60 днів. У дослідному періоді коровам дослідної групи замість частини концентрованих кормів згодовували насіння ріпаку у кількості, що відповідає 10 % добової потреби у протеїні. Використовували насіння ріпаку вітчизняного сорту Дангал, хімічний склад якого наведено у таблиці 2. Частка концентрованих кормів у структурі раціону становила біля 40%, частка протеїну - 14,5 %, частка клітковини біля 20 %. За рахунок насіння ріпаку в раціонах вміст жиру зріс від 3 до 6 %, а концентрація енергії підвищилась на 0,5 МДж/кг сухої речовини. Таблиця 2 Хімічний склад насіння ріпаку сорту Дангал Показники Суха речовина, % Сирий протеїн, % Сира клітковина, % Сирий жир, % Попіл, % Глюкозинолати, мкмоль/г Щодекади проводили контрольні доїння. Зразки крові і молока для досліджень відбирали один раз в підготовчому та двічі в дослідному періодах. В зразках молока визначали хімічний склад (масову частку жиру, білку, лактози за допомогою автоматичного ультразвукового аналізатора молока «Ekomilk» виробництва Болгарії) Екстрагування ліпідів молока і крові для визначення жирнокислотного складу проводили за Блайем і Дайером. Жирнокислотний склад ліпідів досліджували методом газорідинноїхроматографії на газовому хроматографі Hewlett Packard HP-6890 з полум'яноіонізаційним детектором, обладнаному капілярною колонкою SP-2560 (95 % biscyanopropy 1/5 % cyanopropylphenyl polysiloxane, Supelco). Одержані результати подані в таблицях 3-5. Одержані дані свідчать про значний вплив згодовування насіння ріпаку на склад жирних кислот ліпідів плазми крові та їх співвідношення. За раху 93,3 21,7 8,0 47,8 4,2 16,7 нок насіння ріпаку надходження екзогенних жирних кислот до рубця зросло на 76,5 %, при цьому олеїнової кислоти - на 166 %, а поліненасичених - на 62,9 %. Зміни жирнокислотного складу ліпідів плазми стосуються як індивідуальних кислот, так і відповідно груп кислот (Таблиця 3). У складі ліпідів плазми корів, які отримували ріпакове насіння, знизилась частка середньоланцюгових кислот С12-С16, причому найбільше С 14:0 - кислоти, яка володіє вираженішими тромбогенним і атерогенним впливами, через що у індексах жиру, що визначають його вплив на здоров'я споживачів, її частку збільшують в чотири рази. Сума вмісту вказаних кислот у ліпідах крові корів дослідної групи була на 6,3 та 21,4 % нижчою через три та шість тижнів згодовування ріпакового насіння порівняно з контролем. Частка середньоланцюгових жирних кислот зменшилась за рахунок зростання частки С18 кислот, яке на першому етапі носило характер 9 50660 тенденції, а на другому - було статистично вірогідним. Встановлено вірогідно вищу частку цис-9 С 18:1 та нижчу С 18:2 у плазмі крові корів дослідної групи порівняно з контролем через три тижні згодовування ріпакового насіння, а через шість тижнів - навпаки, вищу частку С 18:2, однак майже таку ж як у контролі частку цис-9 С 18:1. Це пов'язано із адаптаційними процесами рубцевої мікрофлори. Важливо відзначити, що вміст ліноленової кислоти n-З ряду був вірогідно вищим в ліпідах крові корів дослідної групи впродовж усього періоду згодовування ріпакового насіння, крім того, відношення між сумою кислот n-3/ n-6 ряду було вірогідно вищим у ліпідах плазми корів дослідної групи. У ліпідах плазми корів, які отримували ріпакове насіння, 10 істотно підвищилась часткаметаболітів С18:3 п-3 С20:6 (0,40 проти 0,28 % та 0,28 проти 0,17 % через три та шість тижнів згодовування) і С22:6 (0,64 проти 0,47 % та 0,47 проти 0,36 %). При цьому частка арахідонової кислоти та С 22:5 залишались майже без змін.Наші результати засвідчують значний вплив згодовування насіння ріпаку на вміст ізомерних форм жирних кислот у складі ліпідів плазми крові. Істотно зростає вміст транс-11 С 18:1 - до 0,52 проти 0,30% через три тижні згодовування та до 0,59 проти 0,26 % через шість тижнів згодовування, а також вміст транс-6 С18:1. При цьому частка ізомеру транс-10 С18:1, з яким пов'язують явище молочножирової депресії не підвищується у плазмі крові корів дослідної групи. Таблиця 3 Характеристика складу жирних кислот ліпідів плазми крові корів при згодовуванні їм насіння ріпаку, % загальної кількості жирних кислот (М±m, n=6) Показники Періоди досліду Дослідний 3 тижні згодовування К Д Підготовчий 6 тижнів згодовування К Д К Сума насичених ж.к-т Сума ненасичен. ж.к-т Відношення ненас./насич. Сума ж.к-т C12C16 ПНЖК Сума С18 ж.к-т Сума n-6 ж.к-т Сума n-3 ж.к-т Віднош. n-З/n-6 Сума непарних ж.к-т Сума транс-18-:1 ж.к-т Д 36,45±0,38 35,62+0,47 34,42+0,44 34,09±0,37 38,95±1,31 34,97+0,57* 63,55+0,38 64,47±0,44 65,58±0,64 65,91+0,37 61,05+1,31 65,03+0,53* 1,744±0,03 1,810±0,03 1,906±0,04 1,933±0,003 1,567±0,08 1,860±0,04* 17,21±0,46 16,49+0,34 15,24±0,24 14,46±0,16* 18,52+1,55 14,55±0,26* 45,98±0,56 71,78±0,55 43,18±0,54 2,80±0,18 0,0649±0,004 45,66+1,37 72,82±0,29 42,75±1,35 2,90±0,06 0,0682±0,002 50,01±0,83 74,34±0,63 47,69±0,81 2,32 ± 0,10 0,0487±0,002 46,39+2,13 75,41±0,84 45,39±0,28* 2,99±0,11** 0,0658±0,002*** 45,32±2,02 70,83±1,36 43,08±1,97 2,17±0,19 0,0515±0,002 48,64±1,72 75,85±0,30** 44,85±1,87 2,97±0,06** 0,0657±0,004** 2,87±0,11 3,0±0,21 2,53±0,27 2,65±0,13 3,26±0,12 2,80±0,19 0,746±0,04 0,726±0,05 0,67±0,11 1,01±0,04* 0,72±0,01 1,04±0,02*** Примітка: ПНЖК - поліненасичені жирні кислоти За результатами наших досліджень (Таблиця 4) встановлено, що при згодовуванні ріпакового насіння у складі молочного жиру істотно знизилась частка середньоланіцогових жирних кислот. При цьому вміст масляної кислоти, яка наділена важливими біологічними властивостями, змін не зазнав. Згодовування ріпакового насіння спричинило зростання частки ненасичених жирних кислот у молочних ліпідах, істотно зросла частка цис-9 С 18:1 - на 18,3 та 27,9 % на першому та другому етапі досліджень, відповідно. Щодо частки лінолевої кислоти (цис,цис-9,12), то на першому етапі досліджень зареєстровано незначне її зниження, а на другому - незначне підвищення порівняно з контролем. У молочному жирі корів дослідної групи зросла частка n-3 ліноленової кислоти, на першому етапі тенденційно, на другому вірогідно (р