СПОСОБ ОЦЕНКИ НАКОПЛЕНИЯ ЦИНКА В МЫШЦАХ И КОСТЯХ ПТИЦЫ Российский патент 2005 года по МПК A01K67/02 G01N33/48 

Изобретение относится к животноводству и экологии и предназначено для использования в качестве теста на наличие цинка в мышцах и костях у кур.

В настоящее время в результате возрастающего антропогенного воздействия наблюдается прогрессирующее загрязнение окружающей среды геохимическими элементами, в том числе и тяжелыми металлами. Накоплению различного рода загрязняющих веществ в атмосфере, почве и гидросфере способствуют выбросы промышленных предприятий, бытовые и сельскохозяйственные отходы, в состав которых входят соединения, не имеющие природных разрушителей и обладающие токсическим действием на живые организмы. Это приводит к тому, что значительные площади, занятые посевами сельскохозяйственных культур, подвергаются воздействию химических веществ, входящих в состав выбросов.

Возрастающий объем ядовитых отходов, наносящих вред здоровью человека и животных, при прямом контакте или загрязнении пищи и питьевой воды приближается к критическим размерам. Особое опасение вызывает тот факт, что в процессе техногенеза металлы переходят в доступные для живых организмов формы. Биологическая связь: почва - растение - животное согласно закону "токсического накопления" свидетельствует о том, что максимальное накопление в трофической цепи приходится на плотоядных (Н.Ф.Реймерс. Экология (теории, законы, правила, принципы и гипотезы). - М: Журнал "Россия Молодая". 1994. - С.15).

Цинк, как правило, рассматривался биологически необходимым элементом. Однако повышенная концентрация цинка в окружающей среде оказывает негативное влияние на живые организмы. Тем более, что объемы выбросов цинка в окружающую среду являются лидирующими среди других.

В тканях птицы содержание цинка в два раза больше, чем в тканях млекопитающих. А человек, находящийся на вершине экологической пирамиды, становится аккумулятором наибольшего количества цинка и других тяжелых металлов. Поэтому в настоящее время назрела необходимость в надежном способе оценки накопления цинка в тканях и органах птицы, являющихся важнейшим пищевым продуктом человека.

Поставленная задача решается путем исследовали на содержание цинка сыворотки крови птицы.

От способа-прототипа, при котором содержание цинка определяется непосредственно в тканях убитой птицы (А.А.Поляков, Т.И.Бакшеева. Влияние подкормок сернокислым цинком на активность ферментов и накопление минеральных веществ в органах и тканях цыплят и кур// Микроэлементы в биосфере и применение их в сельском хозяйстве и медицине Сибири и Дальнего Востока. - Барнаул. - Улан-Удэ, 1972. - С.87), заявляемый способ отличается тем, что содержание данного химического элемента определяется в сыворотке крови и по его концентрации оценивается накопление цинка в мышцах и костях птицы.

Оценка накопления цинка в мышцах и костях птицы по заявляемому способу обеспечивает точность метода, простоту и удобство при проведении исследования, отсутствие необходимости убоя птицы для исследования и убой птицы для пищевых целей в то время, когда концентрация цинка в мясе не будет превышать предельно допустимых концентраций.

С целью поиска способа оценки накопления цинка в мышцах и костях птицы были проведены исследования по накоплению цинка в сыворотке крови и в различных органах и тканях у кур-несушек кросса Ломман-Браун в возрасте 210 дней. Был проведен опыт, в котором были сформированы контрольная и три опытные группы. Возраст кур во всех группах на начало опыта был равен 180 дням, живая масса около 2 кг.

Превышение максимально допустимого уровня (МДУ) цинка было: во второй опытной группе в 10 раз, в третьей - в 20 раз и в четвертой - в 30 раз. Цинк вводили ежедневно в виде раствора, приготовленного из сернокислого цинка марки ЧДА (чистые для анализов), индивидуально из пипетки по 5 мл. Раствор соли готовился ежедневно на дистиллированной воде.

Опыт продолжался 30 дней, в конце которого в возрасте 210 дней провели убой кур контрольной и опытных групп. При этом были взяты для исследования концентрации цинка пробы печени, почек, мышц, кости и кровь.

Уровень накопления цинка в органах и тканях определяли методом эмиссионного спектрального анализа. Пробы высушивали в термостате при t=105°С до постоянной массы. Затем сухой остаток озоляли в муфельных печах при t=430-450°С. Коэффициент озоления составил 100%. В качестве источника света применялась дуга переменного тока 12А между угольными электродами марки ОСЧ, которая получалась от высокочастотного генератора ДГ-2. Регистрация спектров осуществлялась на кварцевом спектрографе ИСП-28 с трехлинзовой системой освещения щели. Экспозиция 90 с. Спектры снимались на фотопластине СП-11 с чувствительностью 12-18 единиц ГОСТа. Плотность почернения аналитических линий, измеренная на микрофотометре МФ-2, переводилась в интенсивности по характеристической кривой, полученной с помощью девятиступенчатого ослабителя. Проявление и закрепление проводились обычным способом. Градуировочный график строили в координатах lgY-lgC (см. чертеж). По градуировочному графику концентрация (С) цинка рассчитывалась по формуле С=С мг %, в золе / 100×4, где С мг % - концентрация цинка, найденная по градуировочному графику; 100 - коэффициент озоления; 4 - коэффициент, учитывающий разбавление пробы буфером.

Расчет количества Zn проводили с помощью градуировочного графика, построенного по образцам с известными концентрациями данного элемента. Для этого готовили стандартные растворы из обезвоженного, химически чистого сернокислого цинка.

Расчет содержания Zn в пробе с помощью градуировочного графика сводится к вычислению разности почернения по линиям определяемого элемента и элемента сравнении в образцах с известными концентрациями Zn, нахождению значения логарифма концентрации и вычислению содержания Zn по взятой навеске.

Из таблицы 1 видно, что у кур контрольной группы максимальное количество цинка находится в костях и превосходит остальные органы и ткани в 3,7-48,2 раза. Во второй группе, в которой доза поступающего в организм токсиканта превышала 10 МДУ, наблюдается увеличение концентрации цинка в костной системе в 1,5 раза, мышцах - в 1,8, печени - в 5 и сыворотке крови в 2 раза.

Таблица 1
Накопление цинка в органах и тканях кур-несушек, мг/кг№ группыДоза цинка, превышающая МДК, разОрган, ткань  костимышцыпочкипеченьсыворотка крови1Контроль63,6±2,210,1±0,85,28±0,717,2±0,71,32±0,1921096,1±5,618,0±1,62,64±0,285,3±5,32,61±0,04320181,3±7,428,4±0,8140,8±16,8362±432,83±0,06430281,8±14,325,9±1,1607,0±39,0109511292,93±0,08

Совершенно другая закономерность аккумуляции цинка наблюдается в почках, когда во второй группе происходит не накопление этого элемента, а, наоборот, снижение его содержания в 2 раза. Однако поступление 20 МДУ цинка приводит к срыву компенсаторно-приспособительных функций организма кур, так как наблюдается резкое, скачкообразное повышение (26,7 раза) концентрации этого элемента в почках по сравнению с контрольной группой. Почки кур этой группы нельзя использовать в пищу, так как уровень ПДК, равный 100 мг/кг, превышен в 1,4 раза.

Можно предположить, что подпороговая для почек концентрация цинка приводит к активизации приспособительных реакций организма на поступление этого химического элемента. Этот адаптационный процесс проявляется усилением выделительных функций, благодаря которым и происходит меньшая аккумуляция цинка в почках до 10 МДУ по сравнению с другими органами.

Содержание цинка в костях 3-й группы повышалось в 2,9, в мышцах - в 2,8, а в сыворотке крови - в 2,1 раза относительно контроля. Значительно в большей степени повышалась концентрация цинка у кур этой группы в печени (в 21 раз). Максимальное превышение концентрации цинка в органах и тканях, за исключением мышц, в сравнении с контролем наблюдалось у кур 4-й группы, в которой доза поступающего в организм токсиканта превосходила 30 МДУ. В костях это превышение составило 4,4, почках - 115, печени - 64 и сыворотке крови - 2,2 раза.

Следует отметить наличие большой изменчивости в концентрации цинка в сыворотке крови у контрольной группы (Cv=42,8%). Поступление в организм этого токсиканта в дозах 10 и выше МДУ ведет к резкому снижению фенотипической изменчивости признака до 4,8-7,2%. Это объясняется тем, что отдельные фракции корма, потребляемые конкретными птицами, могут различаться между собой по содержанию данного тяжелого металла. Это приводит к потреблению разных доз цинка и разному накоплению его в организме отдельных птиц. Введение в организм 10, 20 и 30 кратных доз МДУ способствует более выровненному поступлению и накоплению цинка в органах и тканях птиц опытных групп.

Для диагностики накопления цинка в мышцах и костях, составляющих основную часть тушки птицы, важно было изучить корреляции между содержанием данного элемента в этих тканях и сыворотке крови, которую можно получить не прибегая к забою кур. По содержанию цинка в сыворотке крови можно прогнозировать концентрацию этого элемента в мышцах и костях. Так коэффициент корреляции между содержанием цинка в сыворотке крови и мышцах равен +0,573±0,219, и костях - +0,710+0,180 (табл.2). Наличие такой корреляции указывает на возможность использования содержания цинка в сыворотке крови в качестве маркера накопления этого элемента в мышцах и костях у кур.

Таблица 2.
Корреляция и регрессия содержания цинка в сыворотке крови, мышцах и костяхКоррелирующие признакиr+S_rtRx/yRy/xСыворотка - мышцы+0,573+0,2192,62+0,016+20,1Сыворотка - кости+0,710±0,1803,94+0,003+184,8Мышцы - кости+0,728±0,1833,98+0,082+6,49

В таблице 2 описания использованы обозначения Rx/y и Ry/x, которые представляют коэффициенты регрессии. Первый из них указывает, на сколько изменяется величина х при изменении величины у на единицу (например, содержание Zn в сыворотке крови увеличится на 0,016 мг/кг при увеличении содержания этого элемента в мышцах на 1 мг/кг). Коэффициент регрессии Ry/x, наоборот, указывает, что содержание Zn в мышцах увеличивается на 20,1 мг/кг при увеличении его в сыворотке крови на 1 мг/кг. Аналогично трактуются коэффициенты регрессии, рассчитанные между содержанием Zn в сыворотке крови и костях, а также в мышцах и костях.

Коэффициенты регрессии показывают, насколько возрастает содержание цинка, в частности, в мышцах и костях при увеличении его концентрации в сыворотке крови на единицу. Используя уравнения прямолинейной регрессии, по содержанию цинка в сыворотке кроки можно установить его количество в мышцах и костях, составляющих основную часть тушки птицы, используемой в пищевых целях.

Пример: сущность способа оценки накопления цинка в мышцах и костях птицы заключается в том, что по концентрации этого элемента в сыворотке крови, используя уравнение регрессии, можно оценить его содержание в мышцах и костях. Для определения содержания цинка в костях уравнение имеет вид:

у₁=-84,8х-62,33;

- в мышцах:

у₂=10,1х-3,84,

где у₁ - содержание Zn в костях, у₂ - содержание Zn в мышцах, х - содержание Zn в сыворотке крови, 84,8 и 10,1 - коэффициенты регрессии, 62,33 и 3,84 - свободные члены уравнения регрессии.

Используя эти уравнения регрессии получаем, что при концентрации Zn в сыворотке крови 1,0 мг/кг содержание этого элемента в мышцах и костях будет 6,26 и 22,47 мг/кг, при концентрации 1,5 мг/кг - 11,31 и 64,87 мг/кг; при 2,0-16,36 и 107,27 мг/кг, при 3,0-26,46 и 192,07 мг/кг, при 4,0-36,56 и 276,87 мг/кг и т.д.

Изобретение относится к области птицеводства. Способ предусматривает оценку накопления цинка в мышцах и костях птицы путем определения содержания этого химического элемента в сыворотке крови. На основании этого, используя уравнения регрессии, рассчитывают содержание цинка в мышцах и костях. Способ точен, прост и удобен в использовании. 2 табл., 1 ил.

Способ оценки накопления цинка в мышцах и костях птицы, отличающийся тем, что прижизненно у них берут кровь, из которой получают сыворотку, и в ней определяют содержание данного элемента по концентрации цинка в сыворотке крови, используя уравнения регрессии, оценивают его содержание в мышцах и костях.