Scientific journal

Modern problems of science and education

ISSN 2070-7428

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,006

На территории Белгородской области отмечается рост заболеваемости эндемическим зобом. Средняя и легкая степень йоддефицита установлена в Новооскольском, Алексеевском, Валуйском, Ровеньском районах и городе Белгороде. Особую важность эта проблема приобретает для растущего поколения, поскольку йодный недостаток может быть причиной ухудшения памяти и развития умственных способностей. Нами был проведен скрининг йоддефицитных продуктов питания из стандартного рациона школьников МБОУ «СОШ №1 г. Строитель» Яковлевского района Белгородской области и выявлен риск развития йоддефицитных состояний у подростков. При расчетах суточной нормы обнаружен риск сбалансированности рациона школьников по данному биогенному элементу в пределах 10–20 % ниже от установленной нормы потребления йода (в среднем количество йода составляет 84 % от нормы) с учетом использования при приготовлении пищи йодированной соли. Тогда как без включения йодированной соли в рацион питания этот недостаток составит уже около 40 %. То есть включение в рацион йодированной поваренной соли лишь частично восполняет недостаток биогенного элемента в рационе. Таким образом, для школьников необходимы дополнительные поиски путей обогащения пищевых продуктов йодом или включение в рацион функциональных продуктов питания, обогащенных йодом. Доказано, что для восполнения недостатка йода человеку лучше употреблять продукты, где йод соединен с белком [1, 4]. В связи с этим представляет особый интерес получение пищевых яиц и мяса птицы с заданными лечебными свойствами, то есть с повышенным содержанием йода.

Цель исследований – изучить эффективность применения нетоксичного органического препарата йодказеина и йодированной экструдированной сои в составе комбикорма при выращивании цыплят-бройлеров и кур-несушек для повышения пищевой ценности конечной пищевой продукции и возможности производства функциональной продукции.

Материал и методы исследования

Исследования были проведены на цыплятах-бройлерах в условиях лаборатории птицеводства ФГБОУ ВПОБелГСХА им. В.Я. Горина и на курах-несушках на птицефабрике Белгородской области ООО «Птицефабрика «Ново-Ездоцкая». Кормление птицы осуществлялось полнорационными комбикормами, соответствующими по составу рекомендациям РАСХН. По принципу аналогов (кроссу, полу, возрасту и живой массе) были сформированы две группы цыплят-бройлеров, по 30 голов в каждой. Контрольная группа получала только основной рацион согласно нормам кормления, опытная – тот же рацион с добавкой к питьевой воде йодказеина. Морфологический и биохимический состав крови и тканей, морфометрию внутренних органов проводили в 42-суточном возрасте после убоя цыплят. Кровь брали после рассечения яремной вены перед декапитацией. Определяли живую массу птицы в начале и в конце опыта. Абсолютный, среднесуточный и относительный приросты живой массы – за периоды опыта, затраты корма на единицу прироста. Общепринятыми методами определяли белок, жир, минеральные вещества, витамины в мясе, печени и крови. Массовую долю йода определяли роданит-нитратным методом, основанном на катализирующем действии йодид-иона на реакцию окисления роданид-иона железом [2].

Процесс кормления кур-несушек и отбора яиц для исследования осуществлялся работниками птицефабрики. При изучении химического состава стандартного комбикорма для кур-несушек нами было обнаружено, что уровень йода соответствует нормативам кормления (0.630 мг/кг), но не является необходимым для получения йодированной продукции. Йодирование структурного компонента комбикорма проводили путем добавления спиртового раствора йодида калия во время экструдирования сои. Массовая доля йода в комбикорме увеличивалась в 10 раз и соответствовала уровню содержания йода в кормах для получения обогащенных йодом яиц (для сои – 47.94 мг/кг, для комбикорма – 6.31 мг/кг). Для химико-аналитических исследований птицефабрика предоставила 55 яиц (с учетом проведения подготовительного периода опыта по скармливанию йодированного комбикорма). Каждое яйцо взвешивали, определяли уровень йода, сухого вещества, витамин А и Е, рассчитывали коэффициент обогащения йодом.

При статистическом анализе достоверность разницы между сравниваемыми величинами определяли по аргументу Стьюдента (td). Разница считалась достоверной при p ≤ 0.05 (*) с последующей градацией до p ≤ 0.01 (**), p ≤ 0.001(***).

Результаты исследований

Результаты, полученные в опытах на цыплятах-бройлерах, представлены в табл. 1.

Таблица 1. Средние показатели роста цыплят-бройлеров

Степень достоверности разницы с контролем : * р≤0.05.

По всем изучаемым показателям цыплята опытной группы превосходили контрольных аналогов, что, несомненно, связано с недостаточным количеством биогенного йода в стандартном рационе птицы. Так, средняя живая масса в возрасте 42 суток была выше на 9.5 % (р<0.05). Среднесуточный и абсолютный приросты живой массы в опытной группе были выше, чем в контроле в среднем на 9.8 %. Выпаивание препарата цыплятам-бройлерам опытных групп повлияло на жизнеспособность птицы. За счет этого увеличилась сохранность поголовья на 5 %. Затраты корма на 1 кг прироста были ниже на 10.7 %.

Показатели, полученные при исследованиях крови подопытных бройлеров, приведены в табл. 2. Как следует из данных таблицы, применение йодказеина способствовало статистически достоверному увеличению (р<0.05) в крови эритроцитов (на 8.9 %) и гемоглобина (на 3.1 %). Количество лейкоцитов в крови цыплят контрольной и опытной групп находилось в пределах физиологической нормы.

Таблица 2. Средние морфологические и биохимические показатели крови цыплят

Степень достоверности разницы с контролем : * р≤0,05, ** р≤0,01, *** р≤0,001.

Наиболее существенные изменения отмечались в сыворотке крови. Прежде всего надо отметить сдвиги в протеинограмме: общего белка у опытных цыплят было несколько больше (на 4.7 %, р<0.05), увеличивалась фракция альбуминов (на 6.4 %, р<0.05), тогда как фракции β-глобулинов значительно (на 41.9 %) снижалась, а γ-глобулиновая изменялась мало. Эти данные, особенно по β-фракции, указывают на положительные изменения в организме (уменьшение катаболических процессов), что подтверждается также повышением кислотной емкости сыворотки (на 8.3 %, р<0.05). Судя по изменению активности ферментов, йодказеин влиял также на процессы переаминирования. Активность АсТ снижалась на 16.1 %, тогда как АлТ существенно повышалась на 61.5 %. За счет повышения активности АлТ коэффициент де Ритиса уменьшался на 47.9 %, и это уменьшение было статистически значимым (р<0.001). Как известно, активность АлТ отражает, прежде всего, функциональное состояние печени, а поскольку эта активность возрастает, не превышая нормальные показатели (превышение обычно наблюдается при вовлечении печени в патологический процесс), то можно считать, что йодказеин действует положительно гепатотропно. Косвенным подтверждением такого предположения является увеличение доли альбуминов (на 6.4 % при р<0.05) в общем белке сыворотки крови. Минеральный состав крови находился в пределах физиологических границ, хотя добавки препаратов вызывали перераспределение серы, кальция, железа, цинка и меди в организме цыплят. Концентрация йода в крови опытной птицы значительно в 1.5 раза увеличивалась (р≤0.05). Таким образом, биохимические аспекты действия препарата йодказеина в организме цыплят-бройлеров многогранны.

Химический состав мышечной ткани опытной птицы представлен в табл. 3. Между показателями, характеризующими мясные качества цыплят, разница оказалась статистически достоверной по массе полупотрошенной тушки опытной группы и контролем и составила 20.9 %.

Таблица 3. Средние показатели качества грудной мышцы цыплят

Степень достоверности разницы с контролем: * р≤0.05, ** р≤0.01; ***р≤0.001.

Из данных таблицы следует, что по содержанию общего азота, сырого протеина и белка, по мраморности и нежности грудная мышца опытных цыплят не имела существенных различий с контролем. Содержание жира в мышцах было выше на 8.6 % в контрольной группе по сравнению с опытной группой. По содержанию белка в мышечной ткани достоверных различий не обнаружено. Качественный аминокислотный состав мышечной ткани в опытных группах цыплят отличался от контрольных. БКП грудной мышцы опытной группы находился в пределах 3.67 против 3.24 контрольной группы, что свидетельствует о нормализации белкового обмена у цыплят, получавших препарат дополнительно к корму.

Итак, выпаивание йодказеина цыплятам-бройлерам обеспечило повышение продуктивности птицы и значительное увеличение содержания этого биогенного элемента в грудной мышце до 61.4 мкг/100 г продукции. Содержание йода в курином мясе, по данным Спиридонова А.А., Мурашовой Е.В. и Кислова О.Ф. [6], находится в прямой зависимости от содержания йода в корме. По данным Министерства Здравоохранения РФ, среднее значение содержания йода в тушке нейодированной птицы составляет 56 мкг/кг [1]. По данным Спиридонова А.А., в мясе бройлеров Белгородских птицефабрик содержится меньше йода (от 3 до 56 мкг/кг). По данным европейских исследователей (FEEDAPPanel, EFSA), среднее содержание йода в мясе грудных мышц кур может варьировать от 56 до 1248 мкг/кг, в печени – от 16 до 9184 мкг/кг и в почках – от 22 до 6385 мкг/кг. Итак, значительное и безопасное увеличение содержания йода в мясе опытной птицы в нашем эксперименте при выпаивании ей йодказеина свидетельствует о создании мясного сырья функционального назначения. Результаты химических показателей печени цыплят свидетельствуют, что йодказеин стимулирует метаболизм витаминов, увеличивая их накопление в органе, и в меньшей степени влияет на накопление в тканях токсичных металлов кадмия и свинца (табл. 4).

Таблица 4. Среднее содержание витаминов и токсичных металлов в печени цыплят

Степень достоверности разницы с контролем: *р≤0.05; **р≤0.01; ***р≤0.001.

Содержание витаминов в печени на фоне действия йодказеина существенно повышалось: А - на 46.7, Е - на 43.8, С - на 24.9 % (р<0.01 – 0.001); кадмия и свинца снижалось на 20.9 % (р<0.05) и 4.6 % соответственно. Оказалось, что печень является своеобразным накопительным депо для йода. Концентрация йода в печени опытной группы цыплят превышала в 17 раз концентрацию йода в печени цыплят из контрольной группы.

Масса внутренних органов у растущей птицы находилась в пределах физиологической нормы для этого кросса (табл. 5). По сравнению с контрольной группой у цыплят, получавших йодказеин, масса надпочечников, сумки фабрициевой, грудной мышцы, сердца и печени была больше (на 19.4; 15.3; 15.2; 14.6 и 10.2 %), а абдоминального жира меньше в 2 раза. Отмечалась тенденция незначительного увеличения массы зоба (на 1.28 %), поджелудочной железы (на 6.2 %), мышечного желудка (на 2.4 %) и снижения массы кишечника (0.8 %). Из данных таблицы видно, что у цыплят опытных групп были лучше развиты органы кровообращения, выделения, иммунные и железы внутренней секреции.

Таблица 5. Масса (г) и индексы (‰) внутренних органов и тканей

Степень достоверности разницы с контролем: * р≤0.05, **р≤0.01.

Итак, препаратйодказеин служит средством для направленного формирования организма цыплят, обеспечивая интенсивный рост и развитие организма птицы. При этом у птицы не выявлено признаков йодизма, а также побочных явлений и осложнений, связанных с выпаиванием йодказеина. Более того, выпаивание цыплятам-бройлерам йодказеина обеспечивало не только реализацию генетической продуктивности растущей птицы, но и их мясо содержало большее количество йода, а тушки имели лучший товарный вид. Наличие же в их составе биогенного микроэлемента йода делает такую мясную продукцию более полезной для здоровья потребителя.

По данным национального доклада РФ [3], среднее содержание йода в яйце составляет 12 мкг/яйцо. В последние годы на отечественном рынке впервые появляются йодированные яйца с указанием содержания йода в пределах 27–50 мкг/яйцо. В России нормативное содержание йода в кормах составляет 0.6–1.0 мг/кг. При таком уровне йода в рационе птицы содержание данного элемента в яйце будет составлять около 10 мкг/яйцо. А максимальный уровень йода в яйце (70 мкг/яйцо), который признан безопасным для потребителя йодированных яиц, определяется по расчетам содержанием йода в кормах рациона кур-несушек в пределах 5 мг/кг, что также безопасно и для здоровья птицы. При оптимальном содержании йода в яйце (50 мкг/яйцо) и при потерях до 30 % этого биогенного элемента после тепловой обработки потребление 1–2 яиц подростком обеспечит ему существенную часть суточной нормы йода, причем без опасения ее передозировки и нанесения вреда здоровью.

В таблице 6 представлены данные о химическом составе яйца куриного. Средняя концентрация йода в яйце составила 323.0±33.2 мкг/кг (в пересчете на натуральное вещество) и 1365.5±85.0 мкг/кг (в пересчете на сухое вещество); среднее содержание йода в яйце – 22.71±4.66 мкг/яйцо; среднее значение обогащения йодом куриных яиц равно 3.6±0.4.

Таблица 6. Динамика уровня йода в яйце курином (желток + белок)

Необходимо отметить, что при добавках йодированной сои в корм курам-несушкам изменения размеров яиц, нарушения осевой симметрии, неравномерность толщины скорлупы, какие-либо вкрапления и выпуклости обнаружены не были. Математическое моделирование динамики накопления йода в яйце курицы-несушки представлено на рис. 1.

Рис 1. Динамика концентрации йода в яйце (мкг/кг), содержания йода (мкг/яйцо) и массы яйца курицы

Дисперсный анализ данных и выделение линий тренда выполняли согласно сценарию в MicrosoftExcel. Регрессионный коэффициент детерминации R2 (R-square) при значении, стремящемся к 1, указывает на достоверно построенную регрессию. Рассчитанный нами коэффициент детерминации R2 (для динамики йода в яйце), находящийся в пределах 0.3 – 0.4, свидетельствует об отсутствии стабильного роста показателей, то есть при уровне содержания йода в рационе кур-несушек 6 мг/кг происходит накопление йода в яйце до 17 – 28 мкг/ яйцо, после незначительного первоначального повышения уровня биогенного элемента концентрация йода в яйце в течение недели стабилизируется и меняется незначительно (в сторону увеличения или снижения) в последующие сутки. При изучении линии тренда и уравнения регрессии (R2 = 0.6), составленной в отношении динамики массы яйца и накопления в нем йода, обнаружена тенденция роста массы яйца в первые пять суток отбора образцов от начала наблюдения опытного периода после предварительного периода с добавкой йодированного компонента в рацион птицы. На диаграмме рис. 2 и 3 представлены данные динамики содержания йода, накопления витаминов и дисперсный анализ линий тренда.

Рис. 2 Динамика уровня витамина А и йода в яйце курицы

Рис. 3. Динамика уровня витамина Е и йода в яйце курицы

На приведенных рисунках видно, что величина достоверности аппроксимации в уравнениях регрессии динамики содержания витаминов А и Е в яйце кур равна 0.6. Это говорит об обнаружении лишь тенденции, а не о достоверном процессе, увеличения концентрации витаминов А и Е в курином яйце в первые недели после дополнительного поступления йода в рацион (6 мг/кг) птицы по сравнению со стандартным рационом (0.6 мг/кг).

Установлено, что йод в яйце распределялся неравномерно. Результаты расчета коэффициента содержания йода в желтке яйца по сравнению с уровнем йода в яйце в целом представлены на диаграмме рис. 4.

Рис. 4. Динамика содержания йода в желтке и белке яйца курицы

Коэффициент содержание йода в желтке по отношению к йоду яйца был в среднем равен 1.3±0.12. То есть большая часть йода накапливается и сохраняется в желтке яйца. В нашем эксперименте коэффициент содержание йода в белке по отношению к йоду яйца в среднем равнялся 0.43±0.06 и был ниже в 3 раза коэффициента содержания йода в желтке. Значит, предположительное содержание йода в желтке яйца составляет около 70 % от общего йода яйца. По литературным данным при варке яиц в основном разрушается йод белка яйца, а содержание йода в желтке уменьшается в среднем на 10 %. Полученные данные показывают, что после варки йодированных яиц содержание йода составит в 1 яйце около 20 мкг и будет колебаться в пределах 18–26 мкг/яйцо; в 2 яйцах – около 36–52 мкг. Это составит дополнительно то «недостающее количество» биогенного элемента для йоддефицитного рациона школьников.

Заключение

В Письме № 01/12925–8-32 от 12.11.2008 Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека «О состоянии заболеваемости, обусловленной дефицитом микронутриентов» указывается, что «объем производства обогащенной продукции от общего объема производимых продуктов пока недостаточен и не обеспечивает потребности населения в полном объеме... несмотря на реализацию региональных программ, принимаемые меры, направленные на снижение заболеваний, связанных с дефицитом микронутриентов, существенных изменений в решении данной проблемы не произошло» [5]. Поэтому при условии развития йоддефицитных состояний у населения Белгородской области изучение возможностей по производству йоднасыщенной пищевой безопасной продукции, как никогда, актуально.

Применение препарата йодказеина в птицеводстве является комплексным решением. Выпаивание цыплятам-бройлерам йодсодержащей добавки ликвидирует дефицит йода у самих животных, при этом повышается качество готовой продукции. В мясе цыплят содержание йода значительно увеличивается, что позволяет говорить о создании пищевой продукции функционального назначения. Итак, в результате проделанной работы можно сделать следующие выводы об эффективности препарата йодказеина:

• увеличивает сохранность промышленного поголовья птицы на 5 %;
• способствует лучшему развитию органов кровообращения, выделения, иммунных и желез внутренней секреции птицы;
• повышает продуктивность поголовья птицы при дополнительном улучшении качества мяса;
• обогащает мясную продукцию биогенным элементом йодом и в перспективе является продукцией функционального назначения для укрепления здоровья человека.

Для получения йодированной продукции, а именно: йодированного товарного яйца, уровень йода в стандартных комбикормах, соответствующий отечественным нормативам кормления, не является достаточным. Поэтому необходимо обогащать йодом какой-либо структурный компонент комбикорма. При скармливании йодированного комбикорма курам- несушкам (с уровнем йода более 6.0 мг/кг) концентрация йода в яйце значительно возрастала, хотя биогенный элемент распределялся в яйце неравномерно. Большая часть йода (до 70 %) накапливается и сохраняется в желтке яйца, и коэффициент содержание йода в желтке по отношению к йоду яйца равен 1.3. Коэффициент содержание йода в белке ниже в 3 раза коэффициента содержания йода в желтке и в среднем равняется 0.43. По расчетам после варки йодированных яиц содержание йода составит в 1 яйце около 20 мкг и будет колебаться в пределах 18–26 мкг/яйцо; в 2 яйцах – около 36–52 мкг, что дополнительно составит то «недостающее количество» биогенного элемента для йоддефицитного рациона школьников.

Итак, йодказеин в испытанных дозах и комбикорм, обогащенный йодом экструдированной сои, нетоксичны. Их можно использовать без ущерба здоровью птиц для насыщения продуктов убоя и яиц йодом с целью передачи этого микроэлемента в биологически приемлемой метаболизированной форме по трофической цепи человеку и тем самым профилактировать его болезни, связанные с йодной недостаточностью пищевого рациона.

Работа выполнена по гранту на проведение научно-исследовательских работ по приоритетным направлениям социально-экономического развития Белгородской области департамента внутренней и кадровой политики Белгородской области, договор № Г- 04, 1.3.31 от 10.08.2013 года.

Рецензенты:

Корниенко П.П., д.с.-х.н., профессор, декан Технологического факультета, профессор кафедры технологии производства и переработки сельскохозяйственной продукции ФГБОУ ВПО БелГСХА им. В.Я. Горина, г. Белгород;

Походня Г.С., д.с.-х.н., профессор, профессор кафедры разведения с.-х. животных и частной зоотехнии ФГБОУ ВПО БелГСХА им. В.Я. Горина, г. Белгород.