ГІГІЄНІЧНА ОЦІНКА ТА ОБҐРУНТУВАННЯ ВИКОРИСТАННЯ ГЛІЦИНАТУ МАРГАНЦЮ ПРИ ВИРОЩУВАННІ КУРЧАТ-БРОЙЛЕРІВ : ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА И ОБОСНОВАНИЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ глицин марганца при выращивании цыплят-бройлеров

Краткое содержание

Дослідження за темою дисертаційної роботи проведено в лабораторії та на експериментальній базі кафедри гігієни тварин та екології тваринництва ім. А.К. Скороходька Національного аграрного університету (НАУ), у віварії Київського національного університету ім. Тараса Шевченка та в Інституті хімії поверхні Національної академії наук України протягом 2004–2006 років.

З метою проведення гігієнічної оцінки, вивчення кумулятивної здатності, токсичності гліцинату марганцю й обґрунтування доцільності його використання при вирощуванні курчат-бройлерів було проведено п’ять наукових дослідів. Для вирішення поставлених наукових завдань складено схеми дослідів, у яких було використано лабораторних (миші – 24 голови, щури – 20 голів) і продуктивних тварин (курчата-бройлери кросу Кобб-500 – 80 голів).

Завданням першого досліду було вдосконалення способу одержання гліцинату марганцю, підтвердження формули та молекулярної маси синтезованої сполуки, її гігієнічна оцінка на основі досліджень фізико-хімічних властивостей. У якості вихідних сполук для синтезу використовували сульфат марганцю та гліцин. Дослід проведено в науковій лабораторії Інституту хімії поверхні НАНУ.

У другому досліді визначали токсичність гліцинату марганцю для лабораторних тварин за ЛД₅₀. З цією метою використали 24 нелінійні білі миші (4 групи по 6 тварин у кожній) віком 1,5 місяці та масою тіла 18–20 г, яких утримували на стандартному раціоні віварію. Гліцинат марганцю вводили тваринам per os одноразово в 0,1 мл розчину борошняного клейстеру, за допомогою спеціального катетера. Результати досліджень враховували протягом семи діб. Дослід проведений у віварії Національного університету ім. Т. Шевченка.

У третьому досліді вивчали вплив гліцинату марганцю на амілазну та ліпазну активність підшлункової залози, γ-глутамілтранспептидазну (ГГТ) та лужнофосфатазну (ЛФ) активність слизової оболонки тонкого кишечнику курчат-бройлерів і пепсину шлункового соку in vitro. Матеріалом для досліджень слугували слизова оболонка дванадцятипалої кишки та підшлункова залоза курчат-бройлерів, які утримувалися в умовах віварію на стандартному раціоні і були забиті у віці 42 доби. Зразки тканин відбирали після забою птиці, охолоджували на льоду та використовували для досліджень. Вплив гліцинату марганцю на активність пепсину вивчали, використовуючи фармакопейний препарат ацидин-пепсин. Дослідження проводили в науковій лабораторії кафедри гігієни тварин та екології тваринництва ім. А.К. Скороходька НАУ.

У четвертому досліді вивчали вплив різних доз гліцинату марганцю на клінічний стан та метаболічний статус організму лабораторних щурів. Для досліду відібрали 20 голів клінічно здорових нелінійних самок лабораторних білих щурів віком 2–2,5 місяці та масою тіла 155–168 г, з яких методом аналогів сформували чотири групи тварин (контрольна і три дослідні) по п’ять голів у кожній.

Утримували тварин в окремому приміщенні віварію у стандартних клітках. Годували щурів згідно загальноприйнятих норм. Піддослідні тварини мали вільний доступ до води. Щурам першої, другої й третьої дослідних груп протягом 42 діб вводили per os за допомогою зонда гліцинат марганцю в дозі відповідно 1,6 мг/голову за добу (0,33 мг марганцю на голову за добу – добова потреба зменшена у два рази); 3,2 (0,65 мг марганцю на голову за  добу –  добова потреба) і 6,4 мг/голову за добу (1,3 мг марганцю на голову за  добу – добова потреба збільшена у два рази). Щурі контрольної групи як джерело марганцю одержували його сульфат у дозі 2,8 мг/голову за добу (0,65 мг марганцю на голову за добу).

Протягом досліду, який тривав 42 доби, спостерігали за поведінкою щурів, їх руховою активністю, споживанням корму та води, станом волосяного та шкіряного покриву, видимих слизових оболонок, дихальної і травної систем. Тварин забивали у кінці досліду шляхом декапітації та відбирали зразки крові, печінку, слизову оболонку висхідного коліна дванадцятипалої кишки та підшлункову залозу для подальших досліджень.

У п’ятому досліді вивчали вплив гліцинату марганцю на клініко-гематологічні показники, метаболічний статус, інтенсивність росту курчат-бройлерів, а також накопичення марганцю в тканинах і виведення його з організму. З цією метою 80 добових курчат-аналогів кросу Кобб-500 розподілили на чотири групи (контрольна і три дослідні) по 20 голів у кожній. Утримувалася птиця на експериментальній базі кафедри гігієни тварин та екології тваринництва ім. А.К. Скороходька НАУ.

Курчатам-бройлерам контрольної групи згодовували повнораціонний комбікорм, збалансований за вмістом поживних та біологічно активних речовин відповідно до їх потреби. Джерелом марганцю був його сульфат. У комбікормах для курчат-бройлерів дослідних груп сульфат марганцю замінювали на його гліцинат у таких дозах: перша дослідна група – 190 мг/кг корму (добова потреба курчат-бройлерів у марганці зменшена у 2 рази); друга дослідна група – 380 мг/кг корму (потреба у марганці) і третя дослідна група – 760 мг/кг корму (потреба курчат-бройлерів у марганці збільшена у 2 рази).

Впродовж досліду, який тривав 42 доби, щоденно спостерігали за клінічним станом і щотижнево визначали масу тіла курчат-бройлерів. Також щоденно контролювали показники мікроклімату в приміщенні, вели облік кормів, спожитих птицею, відбирали зразки посліду для досліджень. Після забою курчат-бройлерів, який провели у віці 42 доби, для подальших досліджень відбирали зразки крові, м’язів, підшлункову залозу, печінку, серце та слизову оболонку висхідного коліна дванадцятипалої кишки.

Фізико-хімічні властивості гліцинату марганцю (органолептичні властивості, розчинність, рН розчинів) визначали загальноприйнятими методами, а токсичність цієї сполуки – за М.Л. Біленьким (1963). Утворення комплексної сполуки гліцину з марганцем підтверджували за допомогою методу інфрачервоної спектроскопії (Смит А., 1982). Показники клінічного стану тварин (температура тіла, частота дихання), а також гематологічні показники (кількість еритроцитів, лейкоцитів, концентрація гемоглобіну в крові) визначали загальноприйнятими методами (Кондрахин И.П. и др., 1985; Чумаченько В.Е. и др., 1990); концентрацію глюкози, сечовини, загальних ліпідів у плазмі крові – використовуючи набори хімічних реактивів фірми “PLIVA-Lachema a. s.” (Чехія) і “Філісіт-Діагностика” (Україна) за описом В.С. Камышникова (2000); вміст загального білка в плазмі крові та співвідношення білкових фракцій сироватки крові – турбідиметричним методом (Кондрахин И.П. и др., 1985); активність пепсину – за описом М.И. Прохоровой, 1982; И.П. Кондрахина и др., 1985. Використовуючи набори хімічних реактивів фірми “Філісіт-Діагностика” (Україна), визначали ферментативну активність аспартатамінотрансферази (АсАТ) та              аланінамінотрансферази (АлАТ) – за К.Г. Капетанаки  (1962), ГГТ – за G. Ceriotti (1972), амілази – за И.П. Кондрахиным (1985), ліпази – за методом Бонді (Предтеченский В.Е. и др., 1963); ЛФ – за описом М.И. Прохоровой (1982). Вміст марганцю у кормах, воді, тканинах і посліді птиці визначали методом атомної абсорбції за W.J. Price (1972). Одержані результати статистично опрацьовували за В.А. Кокуниным (1975), використовуючи комп’ютерну програму Мs. Ехсеl.

РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Одержання та гігієнічна оцінка гліцинату марганцю

Використовуючи реакцію взаємодії сульфату марганцю з гліцином і змінюючи умови реакції, вдалося не тільки одержати комплексну сполуку гліцинат марганцю із загальною формулою [Mn(Gly)SO₄(H₂O)], але й підвищити вихід кінцевого продукту цього процесу до 75 % за рахунок підвищення температури розчину реагуючої суміші до 100 °С.

Доведено, що молекула одержаної комплексної сполуки містить один іон марганцю, один залишок гліцину, залишок сірчаної кислоти та молекулу води. Молекулярна маса гліцинату марганцю становить 243,9. Використання в реакції синтезу гліцинату марганцю більшої кількості гліцину, як вихідної речовини для синтезу даної комплексної сполуки, є недоцільним. Даний метод синтезу гліцинату марганцю може бути використаний у промисловому виробництві цієї мінеральної сполуки.

Органолептичними дослідженнями встановлено, що гліцинат марганцю за звичайних умов - порошкоподібна речовина, білого кольору, без запаху, солодкувато-гіркувата на смак, добре розчинна у воді та 0,1н розчині соляної кислоти. Його розчинність у воді  становить при +20 °С – 42 г/л, а при температурі води +40 °С – 200 г/л. Зростає розчинність цієї сполуки і в 0,1н розчині НСl з 71 до 3550 г/л із підвищенням температури розчину з +20 до +40 °С відповідно. Хоча розчинність гліцинату марганцю у воді дещо нижча, ніж його сульфату, і враховуючи те, що він є більш доступною для організму тварин формою марганцю, все ж таки можна передбачити його ефективніше використання саме з гліцинату (Войнар А.И., 1962; Кальницький Б.Д., 1985; Кузнецов С., Кузнецов А., 2001). Цей   висновок підтверджується результатами досліджень щодо відсутності залежності між біологічною доступністю та розчинністю сполук марганцю у воді й 0,1н HCl (Кіщак І.Т., 1995). Експериментально встановлено, що величина pH водних розчинів гліцинату марганцю різної концентрації коливається в межах 6,8–6,9, тобто в межах слабо кислих значень шкали pH, близьких до нейтрального. Відомо, що процеси сорбції у тонкому кишечнику ефективно відбуваються саме при таких значеннях середовища. Це узгоджується з даними щодо амфотерних властивостей гліцину, оскільки показники рН розчинів моноаміномонокарбонових амінокислот близькі до нейтрального (Хьюз М., 1983).

Отже, можна передбачати, що введення гліцинату марганцю у комбікорми для птиці не змінюватиме його рН, а згодовування сприятиме достатньому забезпеченню організму цим мікроелементом.

Токсичність гліцинату марганцю для білих лабораторних мишей

Встановлено, що гліцинат марганцю, введений per os білим лабораторним мишам у дозі 50–1000 мг/кг маси тіла, протягом семи діб не спричинив загибелі тварин. Підвищення дози сполуки від 2000 до 5500 мг/кг маси тіла і введення її тваринам також не призвело до їх загибелі. Отже, на основі проведених спостережень зроблено висновок, що згідно з класифікацією сполук за ступенем небезпечності гліцинат марганцю належить до IV групи токсичності (летальна доза вище 5000 мг/кг маси тіла) і тому є не токсичним для тварин.

Такий висновок підтверджено на тваринах третьої і четвертої груп, яким одноразово вводили per   os гліцинат марганцю в дозі 5500 мг/кг маси тіла. Спостереженнями встановлено, що лабораторні миші після введення їм гліцинату марганцю активно рухалися, споживали комбікорм і воду, а їхній волосяний покрив був чистим, гладеньким і блискучим, видимі слизові оболонки мали природний колір, розладів травлення з явищами діареї відмічено не було.

Водночас відомо, що ЛД₅₀ сульфату марганцю для білих мишей становить 2330 мг/кг маси тіла (https://fscimage.fishersci.com/msds/13655.htm). Це свідчить, що гліцинат марганцю є менш токсичним, ніж його сульфат. Можливо, це пояснюється нижчою порівняно з сульфатом марганцю розчинністю його гліцинату у воді та 0,1н розчині соляної кислоти, оскільки відомо, що токсичність сполук залежить від їхньої розчинності в біологічних рідинах організму (Hughes M.N., 1987; Craid P.J., 1987; Леменовский  Д.А., 1997).