КОРМОВАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ НОРМАЛИЗАЦИИ И ПРОФИЛАКТИКИ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ДОМАШНИХ ЖИВОТНЫХ И ПТИЦ И СПОСОБ ЕЁ ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2020 года по МПК A23K20/174 A23K20/20 A23K20/105 

Кормовая композиция используется для нормализации и профилактики метаболических нарушений домашних животных и птиц, повышения иммунитета, увеличения надоев и содержания жира в молоке, повышения процента оплодотворяемости, увеличения конверсии корма, предотвращения сахарного диабета второго типа, позволяет ускорить отделение плаценты после отела, увеличение периода лактации, что дает повышенные надои. Также введение кормовой добавки в корм животных позволяет снизить выбраковку, вызванную гепатозом и отрицательным энергетическим балансом.

Известен из патента RU 2391858 [1] «Способ повышения производственных показателей при крупномасштабном содержании крупного рогатого скота», в котором предлагается давать коровам совместно с кормом 30-40 г/гол. в день инулина, 30-50 г/гол. в день олигофруктозы, а также жирорастворимые витамины А, Д3 и Е в липосомальной форме, что дало увеличение надоев на, приблизительно, 6%, снизило выбракову на 2%, повысило стельность на 5%. Недостатком указанного способа является узкая направленность действия добавки, что не дает возможности в существенной мере нормализовать метаболизм животных. При этом изменения производственных показателей, приводимые в описании патента, лежат в пределах статистической погрешности и вряд ли могут достоверно отражать фактическое положение дел.

Известен из патента RU 2444906 [2] «Способ получения корма для нормализации обменных процессов у сельскохозяйственных животных», описывающий получение и способ применения кормовой добавки, имеющей состав: олигофруктоза 100-200 г, инулин или гуммиарабик (арабиногалактан) 200-300 г, сорбитол 200-300 г, легкоусвояемые углеводы (глюкоза, фруктоза, мальтоза) 100-200 г, фосфолипиды (лецитин) 150-250 г. Данный патент указывает, что композицию следует применять для введения в корм коров в количестве 40 г/гол в день для корма, 60 г/гол. в день после отела и 20-30 г/гол. в день поросятам. Результат применения композиции - нормализация метаболизма коров и сохранение молочной продуктивности при введении композиции в условиях сочетанных стрессовых состояний (против ее снижения в отсутствие композиции), а также аналогичный результат по отношению к свиньям по таким параметрам, как суточный прирост массы и сохранность поросят-отъемышей. К недостаткам указанного способа можно отнести низкую дозировку продукта в скармливаемых кормах, что не позволяет в должной мере профилактировать нарушения метаболизма животных.

Известен из патента RU 2472352 [3] «Способ стабилизации молочной продуктивности у коров в условиях кормового стресса», в котором предлагают расширенный вариант прежней композиции - олигофруктоза - 100-200 г, инулин или арабиногалактан - 200-300 г, сорбитол - 200-300 г, легкоусвояемые углеводы - глюкоза, фруктоза, мальтоза - 100-200 г, фосфолипиды - 150-250 г, масло аниса - 5-10 г, масло корицы - 2,5-5 г, масло гвоздики - 2,5-5,0 г, гидролизат дрожжей - 100-200 г, гидролизат соевый - 100-200 г, подаваемый вместе с кормом коровам в количестве 100 г/гол. в день. Применение композиции в условиях кормового стресса (силос сниженного качества) показало похожий результат - не только сохранение, но и увеличение молочной продуктивности коров приблизительно на 5%. К числу недостатков указанного патента следует отнести недостаточную нормализацию метаболизма животных и отсутствие сорбентов эндотоксинов.

Известна из патента CN 103053806 [4] «Синбиотическая кормовая добавка, способ ее получения и применения». Указанное изобретение раскрывает синбиотическую кормовую добавку, а также способ ее приготовления и применения. Синбиотическая кормовая добавка содержит: 1-5 мас. ч., предпочтительно 2-4 мас. ч., более предпочтительно 3-4 мас. ч. и наиболее предпочтительно 3.5 мас. ч. по меньшей мере одного, выбранного из олигосахарида хитозана, хитозана и олигосахарид из водорослей; 2-10 мас. ч., предпочтительно от 3 до 9 мас. ч., более предпочтительно 4-8 мас. ч. и наиболее предпочтительно 5,5 мас. ч. по меньшей мере одного, выбранного из полисахарида астрагала и полисахаридов lyciumbarbarum боярышника флавона; и 100 весовых частей пробиотической композиции, которая состоит из bacillussubtilis, bacilluscoagulans и clostridiumbutyricum в весовом соотношении 1-3: 1-3: 1-3, предпочтительно 3:3:3, относительно предпочтительно 3:2:2, более предпочтительно 3:2:1 и наиболее предпочтительно 3:1:1. По сравнению с существующими синбиотическими кормовыми добавками, синбиотическая кормовая добавка по настоящему изобретению легче переваривается и усваивается и может значительно улучшить иммунитет животных и здоровье животных, увеличить использование корма, увеличить низкую конверсию корма, способствовать репродуктивности, улучшить производительность производства, улучшить мясо качество и улучшение среды репродукции.

Недостатками указанного изобретения являются следующие: использование бактерий, что предъявляет повышенные требования к оборудованию, существенно осложняет технологический процесс приготовления и хранения добавки.

При использовании как качественного, так и некачественного корма для питания сельскохозяйственных животных (в первую очередь КРС) остается нерешенной ключевая проблема метаболизма КРС - быстрая переработка крахмала пищи в летучие жирные кислоты - пропионовую, масляную, молочную, что ведет к закислению рубца и пагубным последствиям, в числе которых на первом месте стоит Д-лактатный ацидоз, а затем гепатоз, снижение молочной продуктивности и оплодотворяемости, отрицательный энергетический баланс. Состав предлагаемой композиции предлагает способ решения этой проблемы в виде введения в рацион, в том числе, глюкозы для поддержания положительного энергетического баланса на первичном этапе пищеварения, и обволакивающих веществ, создающих условия для равномерного - на всем протяжении пищеварения - расщепления крахмала и, таким образом, устранения условий возникновения и Д-лактатного ацидоза и развития связанных с ним последствий. В результате нормализуется метаболизм животных, повышается их иммунитет, увеличиваются надои в среднем на 5-10%.

Известно, что выработка молока коровой сильно зависит от количества поступаемого с пищей крахмала (например, проф. Н.Г. Макарцев, Кормление сельскохозяйственных животных, Калуга 2012), поскольку микрофлора рубца достаточно быстро перерабатывает крахмал в летучие жирные кислоты (ЛЖК) - пропионовую, масляную, молочную, последняя из которых является самой сильной из перечисленных и закисляет содержимое рубца до рН ниже 6. Сдвиг же рН рубца в кислую область ниже 6 приводит к ограничению роста целлюлотических бактерий и усиленному росту продуцентов молочной кислоты, в результате чего развивается целый каскад метаболических нарушений, начинающихся с D-лактатного ацидоза и заканчивающихся снижением количества жира в молоке, оплодотворяемости, отрицательным энергетическим балансом и скорой выбраковкой.

Кратко освещая метаболизм КРС, в регуляторном комплексе коров предусмотрен механизм устранения избыточной кислотности рубца путем переработки катаболитов глюкозы, в частности, молочной кислоты, в пропионаты и, в дальнейшем, в глюкозу. Однако, скорость синтеза пропионатов сравнительно низка (примерно в 10 раз ниже скорости метаболизирования крахмала), что и приводит к закислению рубца. Накопление молочной кислоты приводит к D-лактатному ацидозу. Ацидоз влечет такие последствия как: падение биогидрогенизации полиненасыщенных жирных кислот и, как следствие, снижение количества жира в молоке. Избыток катаболитов глюкозы перерабатывается в жир, на что уходит много энергии и возникает отрицательный энергобаланс, который усугубляется необходимостью расхода энергии на расщепление этих самых жиров для восполнения энергии, недополучаемой от метаболизма глюкозы. Процесс расщепления жиров как источника энергии приводит к возникновению излишков кетоновых тел и формирует кетоз, снижающий молочную продуктивность вплоть до значений на 50-70% ниже нормальных показателей. Отрицательный энергобаланс влечет низкий уровень инсулина в крови, что препятствует синтезу половых гормонов и снижает оплодотворяемость.

Совокупность указанных и взаимосвязанных негативных последствий можно решить еще на стадии подачи корма КРС.

Если ограничить количество перерабатываемого в рубце крахмала (15-20% от массы сухого вещества), а также каким-либо образом замедлить его переработку микрофлорой, можно создать условия для своевременного удаления избытка молочной кислоты. Поставленная задача решается введением в корм веществ, обладающих обволакивающим эффектом - олигофруктозанов и пищевых волокон. Таким образом, крахмалистые компоненты корма усваиваются дольше, а молочная кислота своевременно утилизируется.

Кормовая композиция используется для нормализации и профилактики метаболических нарушений домашних животных и птиц, повышения иммунитета, увеличения надоев (в среднем на 2-6 л/голову в день) и содержания жира в молоке (в среднем на 0,2-0,5%), повышения процента оплодотворяемости, увеличения конверсии корма, предотвращения сахарного диабета второго типа, позволяет ускорить отделение плаценты после отела, что дает возможность не отвлекать силы коровы на усиление иммунитета, а отправить их на продукцию молока, увеличение периода лактации, что дает повышенные надои. Также введение кормовой добавки в корм животных позволяет снизить выбраковку, вызванную гепатозом и отрицательным энергетическим балансом.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «Кормовая добавка и способ контроля активности рубцовой микрофлоры» ЕА 029011 [5], описан способ получения кормовой композиции, имеющей состав в г компонента/1 кг композиции (в пересчете на сухое вещество): олигофруктоза - 100-400, инулин и/или гуммиарабик - 150-350, сорбитол - 100-300, легкоусвояемые углеводы - 50-150, фосфолипиды - 50-200, эфирные масла - 2-5, хитозан - 5-10. Композиция отличается наличием хитозана, что позволило получать еще более высокие результаты по сравнению с ранними версиями кормовой добавки. К недостаткам указанного патента стоит отнести отсутствие витаминов, физических стабилизаторов композиции, химических стабилизаторов рН.

Недостатками известной композиции является высокая температура процесса растворения хитозана при низкой скорости проведения реакции, низкая энергетическая ценность, нестабилизированное значение рН, низкий срок хранения, низкое количество витаминов, высокая скорость расслоения композиции, низкая вкусовая привлекательность.

Технической задачей предлагаемого решения является снижение температуры процесса производства кормовой добавки, и, как следствие, его ускорение и упрощение, увеличение энергетической ценности композиции, выведения рН композиции на безопасный для животных уровень. Улучшают свойства композиции: введение консерванта для увеличения срока годности композиции, введение витаминов в липосомальных формах для увеличения молочной продуктивности, введение стабилизаторов для устранения расслоения композиции, введение эфирного масла для придания приятного запаха.

Технический результат достигается тем, что кормовая композиция для нормализации и профилактики метаболических нарушений домашних животных и птиц, содержащая: олигофруктозу, инулин, сорбитол, легкоусвояемые углеводы, фосфолипиды, хитозан, эфирные масла, характеризуется тем, что состав композиции содержит дополнительно молочную, пропионовую кислоты, каустическую соду, консервант, витамины А, Е, твин-20, твин-80, спан-80, в качестве легкоусвояемых углеводов используют глюкозу или мальтозу или декстрозу, в качестве источника фосфолипидов используют лецитин,

в следующем соотношении г /1 кг композиции в пересчете на сухое вещество:

олигофруктоза/инулин 100-300,

сорбитол 50-400,

глюкоза или мальтоза или декстроза 50-200,

лецитин 50-200,

хитозан 10-120,

эфирное масло аниса 5-50,

молочная кислота 20-50,

пропионовая кислота 10-30,

каустическая сода 1-7,

консервант (бензоат натрия и сорбат калия) 1-5,

витамин А в липосомальной форме - 1-3,

витамин Е - 0,5-1,0,

твин-20 - 0,2-1,0,

твин-80 - 10-50,

спан-80 - 3-15.

Способ получения кормовой композиции по П.1, включает приготовление водного раствора олигофруктозы, инулина, сорбитола, легкоусвояемых углеводов, фосфолипидов, эфирных масел, хитозана, в основной емкости смешивают с водой последовательно олигофруктозу или инулин, сорбитол, глюкозу или мальтозу или декстрозу и перемешивают до полного растворения с помощью пароводяной рубашки нагревая содержимое до 25-35°С, затем в первой емкости готовят предраствор хитозана при оборотах мешалки 200-400 оборотов в минуту подавая его мелкими порциями до полного смачивания и добавляют молочную и пропионовую кислоты и перемешивают до полного растворения хитозана и готовый раствор подают в основную емкость, затем в второй емкости готовят раствор в воде бензоата натрия и сорбата калия и подают его в основную емкость, затем в третьей емкости готовят раствор гидроксида натрия в воде и подают его в основную емкость, затем в основную емкость подают последовательно лецитин, эфирное масло аниса, витамины А и Е в липосомальной форме, спан-80, твин-20, твин-80 и перемешивают до однородного раствора.

На Фиг. изображена схема получения композиции, где:

1 - основная емкость;

2 - первая емкость для предраствора хитозана;

3 - вторая емкость для раствора бензоата натрия и сорбата калия;

4 - третья емкость для раствора гидроксида натрия;

5 - компонент в заводской упаковке;

6 - расходометр предраствора хитозана;

7 - расходометр раствора бензоата натрия и сорбата калия;

8 - расходометр раствора гидроксида натрия;

9 - насос емкости предраствора;

10 - насос для перекачивания компонентов из заводской упаковки;

11 - насос для подачи раствора бензоата натрия и сорбата калия;

12 - насос для подачи раствора гидроксида натрия;

13 - водяная рубашка для нагрева.

Способ осуществляют следующим образом: Из заводской упаковки 5 насосом 10 перекачивают в основную емкость 1 с водяной нагревательной рубашкой 13 и смешивают с водой последовательно олигофруктозу или инулин, сорбитол и патоку легкоусвояемых углеводов и перемешивают до полного растворения, с помощью нагревательной рубашки, доводя температуру содержимого основной емкости 1 до 25-35°С.

Затем в первой емкости 2 готовят предраствор хитозана - заливают воду и, при высоких (200-400 об/мин) оборотах мешалки (не показана), подают в емкость хитозан мелкими порциями до полного его смачивания и добавляют молочную и пропионовую кислоты и перемешивают до полного растворения хитозана. Готовый раствор подают в основную емкость 1 через расходометр 6 насосом 9.

Затем в основной емкости 3 (допускается ее выполнение из полипропилена) готовят раствор бензоата натрия и сорбата калия, растворяя их в воде при средних оборотах, и подают его в основную емкость 1 через расходометр 7 насосом 11.

Затем в третьей емкости 4 (допускается ее выполнение из полипропилена) готовят раствор гидроксида натрия, растворяя его в воде, и подают раствор в основную емкость 1 через расходометр 8 насосом 12.

Затем в основную емкость 1 подают последовательно лецитин, эфирное масло аниса, витамины А и Е в липосомальной форме, спан-80, твин-20, твин-80 и перемешивают до однородного раствора (указанные компоненты подают в заливную горловину основной емкости 1 самотеком в силу либо слишком высокой вязкости конкретного компонента, либо его небольшого количества на расчетную загрузку).

Все емкости, трубы для подачи и перемешивания сырья и продукта производственного цикла подразумевают их выполнение из стали Х18Н9Т, если не указано иное.

В заявляемом изобретении описывается способ получения кормовой композиции путем последовательно смешения компонентов и предрастворов при 25…35°С вместо 50…60°С, что позволяет снизить производственные затраты, ускорить и упростить процесс приготовления композиции.

Для увеличения питательной ценности композиции в нее ввели крахмальную патоку, которая также обладает некоторым обволакивающим эффектом.

В качестве энергетика в композицию введен сорбитол, применяется для устранения дефицита энергии и предупреждения расстройства обмена веществ на фоне отрицательного энергетического баланса.

Поскольку хитозан является труднорастворимым в воде природным полимером, обладающим, в контексте данного патента, обволакивающей (важен для равномерного распределения во времени процесса усвоения пищи домашними животными и птицей) и сорбирующей токсины функциями, задача его введения в композицию была решена введением катализаторов его растворения - молочной и пропионовой кислот. Кроме того, в данном случае не требуется повышенной (50…60°С) температуры раствора для растворения хитозана и процесс может быть проведен при температуре 25…35°С.

Поскольку низкий рН вреден для пищеварения животных, в композицию введено вспомогательное вещество - каустическая сода, для увеличения рН композиции до 6...7. При этом все вводимое количество каустической соды (после загрузки раствора хитозана) нейтрализуется кислотами.

Для увеличения срока годности композиции введен консервант - смесь бензоата натрия и сорбата калия.

Для положительного влияния на молочную продуктивность в композицию введены витамины А и Е.

Для устранения расслоения композиции в нее введены стабилизаторы -сорбитаны Твин-20, Твин-80 и Спан-80.

Для придания приятного запаха композиции и местам ее применения в композицию введено эфирное масло аниса.

Введение компонентов в указанных диапазонах диктуется необходимостью соблюдения физических, биологических и экономических показателей композиции. Например, введение олигофруктозы/инулина, а также глюкозы/мальтозы/декстрозы, а также сорбитола, а также фосфолипидов ниже указанных значений приведет к недостаточному показателю обменной энергии, выше - осложнит процесс приготовления композиции и последующего ее использования, так как придаст излишнюю вязкость. Нижняя граница диапазона концентраций эфирного масла аниса обусловлена его функцией придания приятного запаха композиции, верхняя - экономической целесообразностью. Введение молочной и пропионовой кислот ниже указанных границ приведет к сложностям с растворением хитозана, выше - к излишнему содержанию этих кислот в композиции и, в дальнейшем, в рубце коров. Соответственно, введение каустической соды ниже/выше минимально/максимально указанных границ приведет к опасному закислению/защелачиванию композиции, что может негативно отразиться на здоровье КРС.

Диапазон содержания хитозана ограничен нижней границей в силу обусловленности его минимальной концентрации для физиологических процессов в организмах животных, верхней - физическим ограничением, выраженном в излишнем повышении вязкости композиции. Введение консерванта менее нижней указанной границы ставит под угрозу биологическую стабильность композиции, более - представляет опасность для животных. Содержание витаминов А и Е в липосомальной форме снизу ограничено величиной их влияния на метаболизм животных, сверху - целесообразностью введения больших количеств, поскольку животные получают более полный комплекс витаминов с другими источниками питания. Введение стабилизаторов Твин-20, Твин-80 и Спан-20 ниже границ указанных диапазонов ставит под угрозу стабильность композиции, выраженную в ее расслоении, выше - теряет смысл.

Примеры состава композиции приведены в таблице 1.

Примеры применения.

Тестовые промышленные испытания кормовой добавки проводили на мощностях агрофермы в Западной Сибири. Тесты были проведены на трех опытных группах коров по 54 головы в группе при длительности тестов 7 суток.

Результаты опытов промышленного применения представлены в таблице 2.

Таким образом, из вышеприведенной таблицы очевидно, что при даче предлагаемой кормовой добавки увеличение всех представленных в таблице показателей, в частности, продукции молока, достигает 11%.

Проведение испытаний с целью изучения влияния введения в рацион коров предлагаемой кормовой добавки на процент оплодотворяемости (таблица 3) позволяет заключить, что введение добавки позволяет увеличить долю оплодотворенных с первого раза телок с примерно 0,4 до примерно 0,55-0,60. При этом следует указать, что количество вводимой добавки не оказывает существенного влияния на изучаемый показатель, так как различия между опытными группами находятся в пределах погрешности.

Проведение испытаний с целью выявления влияния введения добавки на нормализацию метаболизма животных показало положительную тенденцию по всем основным показателям (таблица 4). Известно, что наиболее существенными отличиями больных коров от здоровых, с учетом естественной вариабельности показателей, следует считать сниженное содержание эритроцитов и гемоглобина, сдвиг в лейкограмме в сторону увеличения доли палочкоядерных нейтрофилов и эозинофилов, что является следствием токсикоза. Изучение же полученных данных позволяет заключить, что применение добавки положительно влияет на здоровье животных, в частности, увеличение до нормы содержания эритроцитов и гемоглобина.

Кроме того, если до применения композиции (кормовой добавки) доля выбраковки коров по причине гепатоза составляла примерно 30% от общего количества выбракованных коров, то после ее применения выбраковка по указанной причине была сведена к нулю (по остальным причинам количество выбракованных коров осталось прежним).

Из представленных данных очевидна польза заявляемой композиции, выраженная в увеличении надоев, приблизительно, на 5-10%, содержание жира и белка на 2-5% и исключении выбраковки поголовья по причине гепатоза печени.

Технический результат:

Снижение температуры процесса производства, и, как следствие, его ускорение и упрощение достигается введением как катализаторов процесса растворения хитозана молочной и пропионовой кислот.

Повышение энергетической ценности достигается введением сорбитола легкоусваиваемых углеводородов, например, крахмальной патоки.

Стабилизация рН достигается нейтрализацией кислот каустической содой.

Увеличение срока годности композиции достигается введением консервантов и стабилизаторов - сорбитанов.

Увеличение молочной продуктивности достигается комплексным влиянием кормовой композиции на метаболизм животных.

Увеличение вкусовой привлекательности достигается введением эфирного масла Аниса для придания приятного запаха.

Промышленное применение: Тестовые промышленные испытания кормовой добавки проводили на мощностях агрофермы в Западной Сибири. Испытания показали ее высокую эффективность.

Группа изобретений относится к кормопроизводству, а именно к кормовой композиции для нормализации и профилактики метаболических нарушений домашних животных и птиц и способу ее получения. Композиция характеризуется тем, что она содержит олигофруктозу или инулин, сорбитол, глюкозу или мальтозу или декстрозу, лецитин, хитозан, эфирное масло аниса, молочную кислоту, пропионовую кислоту, каустическую соду, бензоат натрия и сорбат калия, витамины А, Е в липосомальной форме, твин-20, твин-80, спан-80. Все компоненты используют в определенных количествах. Способ характеризуется тем, что в воде смешивают олигофруктозу или инулин, сорбитол, глюкозу или мальтозу или декстрозу до полного их растворения, нагревая содержимое на пароводяной рубашке до 25-35°С. Затем подают раствор хитозана, полученный путем смешивания при 200-400 оборотах мешалки в минуту смоченного водой хитозана с молочной и пропионовой кислотами до полного растворения хитозана, после чего подают водный раствор бензоата натрия и сорбата калия, а также водный раствор каустической соды, добавляют последовательно лецитин, эфирное масло аниса, витамины А и Е в липосомальных формах, спан-80, твин-20, твин-80 и перемешивают до однородного раствора. Использование группы изобретений позволит увеличить срок годности полученной композиции и улучшить метаболизм в организме животных. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 4 табл.

1. Кормовая композиция для нормализации и профилактики метаболических нарушений домашних животных и птиц, характеризующаяся тем, что она содержит олигофруктозу, или инулин, сорбитол, глюкозу или мальтозу или декстрозу, лецитин, хитозан, эфирное масло аниса, молочную кислоту, пропионовую кислоту, каустическую соду, бензоат натрия и сорбат калия, витамины А, Е в липосомальной форме, твин-20, твин-80, спан-80, при следующем соотношении, г компонент/1 кг композиции в пересчете на сухое вещество:

олигофруктоза или инулин 100-300 сорбитол 50-400 глюкоза или мальтоза или декстроза 50-200 лецитин 50-200 хитозан 10-120 эфирное масло аниса 5-50 молочная кислота 20-50 пропионовая кислота 10-30 каустическая сода 1-7 бензоат натрия и сорбат калия 1-5 витамин А в липосомальной форме 1-3 витамин Е в липосомальной форме 0,5-1,0 твин-20 0,2-1,0 твин-80 10-50 спан-80 3-15

2. Способ получения кормовой композиции по п. 1, характеризующийся тем, что в воде смешивают олигофруктозу или инулин, сорбитол, глюкозу или мальтозу или декстрозу до полного их растворения, нагревая содержимое на пароводяной рубашке до 25-35°С, затем подают раствор хитозана, полученный путем смешивания при 200-400 оборотах мешалки в минуту смоченного водой хитозана с молочной и пропионовой кислотами до полного растворения хитозана, после чего подают водный раствор бензоата натрия и сорбата калия, а также водный раствор каустической соды, добавляют последовательно лецитин, эфирное масло аниса, витамины А и Е в липосомальных формах, спан-80, твин-20, твин-80 и перемешивают до однородного раствора.