Способ содержания живой рыбы при транспортировке и хранении Российский патент 2023 года по МПК A01K63/00 

Изобретение относится к рыбоводству, в частности к способам содержания гидробионтов, и может быть использовано при транспортировке и хранении живой рыбы, преимущественно пресноводной.

В процессе транспортировки и хранения гидробионтов в водных емкостях наблюдается постепенное накапливание болезнетворной микрофлоры за счет попадания из естественной среды обитания и выделения продуктов жизнедеятельности рыбы. В результате загрязненности воды значительно ухудшается качество рыбы и понижается ее жизнеспособность.

Известен способ хранения живой рыбы в герметичной емкости путем добавления в емкость газообразного консерванта. Емкость предварительно заполняют морской водой, а в качестве консерванта используют газообразный азот. Причем морскую воду добавляют к живой рыбе в соотношении 2:1, а газообразный азот - в соотношении к рыбе 1:5 (патент РФ №2136151, МПК А01К 63/00, опубл. 09.10.1999).

Использование в качестве консерванта газообразного азота позволяет замедлить развитие аэробной микрофлоры и, тем самым, увеличить продолжительность хранения живой рыбы. Однако необходимость применения газообразного азота, который является инертными газом, замедляет жизненные функции, но не убирает аэробную микрофлору, а также не оказывает влияния на анаэробный микробный фон.

Известен способ транспортировки живой рыбы в герметичной емкости с водой и кислородом. В воду добавляют полностью фторированное органическое соединение в количестве более 10% от массы воды с растворенным в нем кислородом (патент РФ №2228028, МПК А01К 63/00, опубл. 05.10.2004).

Недостаток этого способа состоит в отсутствии сдерживающих факторов для развития микроорганизмов, а при нынешней загрязненности водной среды болезнетворной микрофлорой это приводит к снижению качества рыбы, что ухудшает ее реализацию. Кроме того, за счет содержания инертного вещества не менее 10% от массы воды сокращается количество (масса или выход) транспортируемой рыбы и повышаются экономические затраты на ее транспортировку.

В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) предлагаемого изобретения выбран способ содержания живой рыбы при транспортировке и хранении (патент РФ 2137361 МПК А01К 63/02), в котором для извлечения из среды обитания водорастворимых продуктов жизнедеятельности живых рыб, таких как аммоний, в жидкую среду обитания вводят глинистые минералы, синтетические катиониты и углеродные сорбенты, соли щелочно-земельных или щелочных металлов, а также антибиотики.

Однако введение сорбентов повышает себестоимость рыбы и делает ее менее доступной для покупателя. Кроме того, не способствует полному подавлению роста патогенной и полупатогенной микрофлоры. Также при определенных условиях может спровоцировать миграцию болезнетворной микрофлоры с поверхности кожи в более глубокие слои мышц рыбы, что может привести как к гибели рыбы, так и к токсическим отравлениям у потребителей подобного сырья. Кроме того, введение антибиотиков, действие которых на живой организм до сих пор до конца не изучено, может привести к полному подавлению иммунитета транспортируемой рыбы, что снижает ее жизнеспособность.

Для доставки потребителю после длительной транспортировки и хранения здоровой и экологически безопасной живой рыбы необходимо использование новых биотехнологий. В настоящее время широкое признание получает применение в аквакультуре пробиотических препаратов. Пробиотики представляют собой микроорганизмы, классифицированы как GRAS (общепризнанные безопасными) и не содержат патогенов или веществ, токсичных для человека и животного. Известно применение пробиотиков в виде кормовой добавки из живых микроорганизмов, которая благоприятно влияет на хозяина за счет улучшения его кишечного микробного баланса. Часто в качестве пробиотиков используются полезные грамположительные палочковидные бактерии из рода Bacillus, образующие внутриклеточные споры.

Например, в известном способе лечения и профилактики заболеваний у рыб (пат. РФ №2186576, МПК А01К 61/00), в корм для рыбы добавляют живые бактерии Bacillus subtilis. Способ позволяет улучшить кожный покров и состояние жаберного аппарата рыб, стабилизировать функции кишечника и восстановить естественный баланс между нормальной и потенциально патогенной микрофлорой кишечника.

Проведенный патентный и информационный поиск не обнаружил способов транспортировки и хранения живой рыбы, в которых для очистки воды от токсичных продуктов жизнедеятельности транспортируемых рыб используются пробиотические микроорганизмы Bacillus subtilis.

Основной задачей, на решение которой направлен предлагаемый способ, является упрощение и удешевление транспортировки гидробионтов, их биобезопасность при транспортировке в небольших объемах воды в течение необходимого срока.

Технический результат достигается за счет введения в воду для транспортировки рыб пробиотика Bacillus subtilis перерабатывающего токсичные вещества, продукты жизнедеятельности гидробионтов (мочевины, фекалий, мертвой органики) в безопасную бактериальную биомассу.

Задача решается тем, что в способе транспортировки и хранения живой рыбы, в емкости с водой вводят пробиотик Bacillus subtilis при его концентрации 0,5 мл на 10 л воды, в емкость помещают рыбу и производят аэрацию воды.

Пробиотик Bacillus subtilis при внесении в воду полностью растворяется, равномерно распределяясь по всему объему емкости, в которой содержатся гидробионты.

Способность штамма Bacillus subtilis при внесении в воду сдерживать изменения качества воды за счет утилизации фекалии, мочевины и других продуктов метаболизма рыб, а дополнительно при попадании внутрь гидробионта благоприятно влиять на организм за счет улучшения его кишечного микробного баланса, позволяет содержать и перевозить рыбу в небольших объемах воды. При этом не требуются использование сложных систем принудительной очистки воды, что значительно удешевляет способ. Это также позволит транспортировать рыбу пониженного качества, с пониженным иммунитетом, пониженной двигательной реакцией, с механическими повреждениями кожного покрова и увеличить срок ее жизнедеятельности при хранении и транспортировке.

Кроме того, на промысле пробиотик Bacillus subtilis можно вводить непосредственно при приеме живой рыбы, что максимально упрощает транспортировку и хранение рыбы. При этом используемая вода и рыба не требуют дополнительной биологической обработки.

Bacillus subtilis вводят до концентрации пробиотика в воде 0,5 мл на 10 л жидкой среды, т.к. при уменьшении дозировки штамма, не обеспечивается снижение концентрации свободного аммиака (NH₃) и ионов аммония (NH₄), подавление патогенной и полупатогенной микрофлоры жидкой среды, что не позволяет повысить жизнеспособность гидробионтов, и следовательно, достичь заявленного технического результата. Увеличение дозировки штамма экономически нецелесообразно. Аэрация воды в процессе транспортировки рыбы необходима для обогащения воды кислородом, что поддерживает процесс жизнеспособности рыбы.

Совокупность отличительных признаков описываемого способа обеспечивает достижение поставленной задачи.

Сравнение прототипа с заявляемым способом показало, что указанные выше признаки являются отличительными, в связи, с чем заявляемый способ соответствует критерию "новизна".

Из предшествующего уровня техники не известно влияние отличительных признаков заявляемого способа на достигаемый технический результат, следовательно, заявляемый способ соответствует условию изобретательского уровня.

Способ осуществляется следующим образом. В емкость с водой вводят Bacillus subtilis до концентрации пробиотика в воде 0,5 мл на 10 л воды. После того как пробиотический штамм полностью растворится в воде, в емкость опускают рыбу. За 1-2 суток до планируемой транспортировки прекращают кормление рыбы, это связано с тем, что голодная рыба лучше переносит перевозку. Во время транспортировки рыбы воду аэрируют, т.е. обогащают кислородом. Аэрацию воды осуществляют разными способами. При автомобильных и железнодорожных перевозках воду аэрируют при помощи специально вмонтированных компрессоров или кислородных баллонов, снабженных специальными редукторами. Вода для перевозки рыбы должна быть хорошего качества с нейтральной реакцией.

Эксперимент проводился в два этапа, осуществлялся в лабораторных условиях. Гидрохимические исследования проводились по стандартным методикам.

Первый этап исследований проведен с целью выявления лучших пробиотических препаратов в очистке аквариумной воды.

Рыбоводные объекты исследования - аквариумы с двумя видами рыб: стерлядь (Acipenser ruthenus) - аквариум №1 и меланохромис золотой (Melanochromis auratus) - аквариум №2. В каждом экспериментальном аквариуме было по 15 рыб, всего 30 шт. В каждом экспериментальном аквариуме объемом 50 литров при высокой плотности посадки содержались рыбы вида меланохромис золотой и стерлядь, что позволило изучить влияние препарата на степень резистентности рыб к загрязнениям водной среды продуктами жизнедеятельности, учитывая оптимальные для каждого вида условия разведения.

Методика отбора контрольных проб до эксперимента представляет собой взятие образцов воды с последующим добавлением различных штаммов полезных бактерий в составе жидких пробиотиков.

Основанием для анализа является норма показателей гидрохимии, которая принимает определенные количественные и процентные доли концентрации веществ в соответствии с таблицей 1.

С целью оценки влияния пробиотиков из обоих аквариумов были взяты пробы до внесения пробиотиков для измерения гидрохимических показателей. Отбор происходил непосредственно из аквариумов, из каждого аквариума - в отдельную колбу. Каждая проба составляла объем мерной колбы 200 мл.

В обоих пробах воды была установлена температура: аквариум №1 -24°С, аквариум №2 - 22°С. Для определения гидрохимического анализа были исследованы следующие показатели: водородный показатель (рН), уровень фосфатов (РО₄, мг/л), карбонатная жесткость (°kH), общая жесткость воды (°gH), концентрация аммиака и аммония (NH₃/NH₄, мг/л), концентрация нитратов (NO₃, мг/л), концентрация нитритов (NO₂, мг/л), количество кислорода (О₂, мг/л). Данные проб внесены в соответствии с таблицей 2.

В отобранные образцы воды из каждого аквариума были внесены 5 видов пробиотических препаратов, каждый - в отдельную колбу. Пробиотики изучались по действию и реакции органических в течение времени, также исследовалось влияние концентрации пробиотиков в одинаковом количестве воды: по 10 мл и 20 мл пробиотика на 200 мл соответственно. Пробиотики для исследования отбирались по доказанной эффективности влияния на очищение воды. Первые показатели анализа воды были взяты из аквариума №1 - золотая цихлида.

Основные виды пробиотиков, используемые в данном исследовании: бациллы (Bacillus subtilis), псевдомонады {Pseudomonas aureofaciens), лактобациллы (Lactobacillus paracasei), стрептококки (Streptococcus termophilus), энтерококки (Enterococcus faecium). Первые пробы были проверены сразу после внесения пробиотических препаратов, затем подвержены гидрохимическому анализу повторно через 24, 120 и 192 часов от первого дня исследования. Гидрохимический анализ активной реакции среды (рН) указан в соответствии с таблицей 3.

Таким образом, все пробиотические препараты показали свою эффективность в сохранении кислотно-щелочного баланса.

Содержание фосфатов представлено в соответствии с таблицей 4.

Показатель гидрокарбонатных и бикарбонатных анионов обладают особенностью выпадать в осадок. Карбонатная жесткость является наиважнейшим показателем в аквариумной воде.

По установленным данным показатели °kH<7, вода считается мягкой, а если °kH>7 - вода средней жесткости. Несмотря на то, что тропические рыбы претерпевают широкие колебания жесткости, все пробиотики справились с сохранением карбонатной жесткости в воде, не уменьшая ее.

Таким образом, указанные пробиотические препараты не влияют на карбонатную жесткость, даже с течением времени.

Уровень карбонатной жесткости представлен в соответствии с таблицей 5.

Показатели общей жесткости представлены в соответствии с таблицей 6.

Аммиак, являясь продуктом метаболизма гидробионтов, составляет 60-80% органических соединений, выделяемых через почки и жабры воду, невзирая на конкретную видовую принадлежность рыб. Было установлено, что процессы аммонификации, нитрификации и денитрификации напрямую влияют на концентрацию общего аммиака и аммония, чье количество зависит от интенсивности биологической очистки в том числе.

В нашем исследовании было установлено, что пробиотические препараты напрямую влияют на концентрацию аммиака и аммония, уменьшая его количество. Также исследован факт влияния применения пробиотического препарата во времени на его концентрацию во взятых для эксперимента образцах: через 72 часа пробиотики уменьшили количество общего аммиака и аммония от 0,25 мг/л до 0,05 мг/л.

Показатели концентрации аммиака и аммония представлены в таблице7.

Количество нитратов представлено в соответствии с таблицей 8.

Количество нитритов представлено в соответствии с таблицей 9.

Температура воды является физической характеристикой воды и абиотическим фактором, являясь важнейшим условием для развития и размножения гидробионтов.

Важно отметить, что такое качество воды как теплоемкость, влияет на большую стабильность температуры воды, чем воздушной среды. Ввиду этих особенностей понижение и повышение температуры воды не приводит к сильным изменениям из-за внешних изменений температуры воздуха. Температура непосредственно влияет на рыб как через абиотические факторы, так и непосредственно на жизнестойкость организмов.

Стерлядь и золотая цихлида являются теплолюбивыми рыбами, т.к. оптимальная температура для стерляди - 20-22°С, для золотой цихлиды - 24-26°С. Выявлено, что в ходе эксперимента внесение пробиотических препаратов и изменения гидрохимических показателей ввиду изменения концентрации различных веществ не влияет на изменение температуры вод.

Показатели температуры представлены в соответствии с таблицей 10.

Количество растворенного кислорода в соответствии с таблицей 11.

Все данные таблиц были проанализированы, учитывая изначальные показатели гидрохимических показателей, показатели спустя 24 часа и далее в течение 192 часов. Показатели составленных выше таблиц также сравнивались с химическими и физическими нормативами воды, определенными в рамках работы.

Для меланохромиса золотого более эффективным пробиотиком был установлен Bacillus subtilis, так как он оказался наиболее работающим средством для очищения воды по большинству показателей. Не менее важным фактором выбора Bacillus subtilis оказалась его устойчивость и улучшенная работоспособность с течением времени - 8 суток.

Дальнейшие исследования проводились на основе аквариумной воды, где содержится для выращивания осетровые рыбы - стерляди Acipenser ruthenus в аквариуме №2. Показатели активной реакции среды рН представлены в соответствии с таблицей 12.

Содержание фосфатов представлено в соответствии с таблицей 13.

Уровень карбонатной жесткости установлен в соответствии с таблицей 14.

Постоянная (некарбонатная) жесткость обусловлена концентрацией солей магния и кальция, сульфатами и хлоридами. На данный момент устранить избыточную жесткость воды могут фильтры, а также биологическая очистка воды.

Наши исследованием установлено, что пробиотические препараты способны улучшить состояние жесткости воды, сделав ее более «мягкой» для комфортного обитания гидробионтов.

Помимо этого, увеличенная концентрация пробиотического препарата Bacillus subtilis в количестве 2,5 мл препарата на 50 мл воды уменьшает жестокость воды без необходимости учитывать продолжительность времени применения препарата.

Показатели общей жесткости представлены в соответствии с таблицей 15.

Показатели концентрации аммиака и аммония представлены в таблице 16.

Количество нитратов представлено в соответствии с таблицей 17.

Нитриты являются природными соединениями, включающие два ионы кислорода и азота в химической формуле. Чаще всего нитриты встречаются в поверхностных водах - от 0,001-000,3 мг/л. По нормативам гидрохимии показатели нитритов не должны превышать в любом типе вод показатели выше 0,05 мг/л.

В данном исследовании показано, что пробиотические препараты способны уменьшить количество нитритов, но и не приблизить его к допустимым концентрациям, что является опасным состоянием для здоровой жизнедеятельности рыб.

Лучше всего с уменьшением концентрации нитритов справляется пробиотический препарат на основе бацилл - В. subtilis. Количество нитритов представлено в соответствии с таблицей 18.

Показатели температуры представлены в соответствии с таблицей 19.

Количество растворенного кислорода в соответствии с таблицей 20.

Лучшим видом пробиотика для стерляди оказался вид грамположительных бактерий - Bacillus subtilis. В данном виде пробиотика отсутствует патогенность, что является основанием для применения его в промышленных масштабах.

Таким образом, именно род бацилл оказал наиболее положительное влияние на гидрохимические показатели обоих аквариумов разных видов рыб.

Второй этап эксперимента заключался в изучении бактерицидных и регенерирующих свойств пробиотика Bacillus subtilis на рыбах с механическими повреждениями. Для исследования использовали два вида рыбы: стерлядь (Acipenser ruthenus) и меланохромис золотой {Melanochromis auratus).

Для каждого вида рыбы исследования проводились в двух стеклянных аквариумах по 50 л, один из которых был контрольным. В каждый аквариум помещали по 10 штук рыбы с механическими повреждениями.

В качестве посадочного материала для первой экспериментальной группы использовали стерлядь {Acipenser ruthenus). Данный посадочный материал за 7 дней до начала эксперимента был помещен в аквариумы, заполненные водой, свойственной естественной среде обитания используемых объектов. Из обоих аквариумов были взяты пробы воды для определения в них кислотно-щелочного баланса (рН) или кислотно-основного равновесия, отражающего относительное постоянство соотношения кислот и щелочей в жидкости. Этот показатель является наиболее важным при анализе того, является ли жидкость потенциально опасной для живого организма. В экспериментальный аквариум добавили пробиотик Bacillus subtilis. Выбранная концентрация составила 0,5 мл на 10 воды. На 5-е сутки в воде контрольного аквариума рН среды сместилась в щелочную сторону, вода в аквариуме замутилась, появился неприятный запах. В экспериментальном аквариуме рН среды оставалась в оптимальных значениях (7,0-7,5), вода в аквариуме оставалась чистой, без запаха. Рыба в контрольном аквариуме стала вялая, раны воспалились. В экспериментальном аквариуме на момент осмотра физиологическое состояние некоторых особой улучшилось механические повреждения всей группы рыб практически зажили. Кроме того, рыба экспериментальной группы, несмотря на голодание, была активна, хорошо реагировала на естественные раздражители. На 7-е сутки в контрольном аквариуме рН еще больше сместилась в щелочную сторону, вода замутилась и приобрела неприятный запах органической природы.. Осмотр посадочного материала показал, что в контрольном аквариуме 4 из 10 особей не пережили транспортировку, остальные 6 особей находились в крайне критичном состоянии и 2 особи из них впали в анабиозное состояние. В экспериментальном аквариуме вода осталась чистой без порочащих запахов. На момент осмотра вся экспериментальная рыба была активна, состояния стресса у рыбы в виду голодания не наблюдалось, также как и замедления жизненных функций, на теле рыб экспериментальной группы не обнаружено ни единого повреждения.

Исследования второй экспериментальной группы рыб меланохромис золотой {Melanochromis auratus) проводили аналогично исследованиям первой группы рыб стерляди {Acipenser ruthenus). Также брали рыбу с механическими повреждениями для опыта. В экспериментальный аквариум добавили пробиотик Bacillus subtilis. Выбранная концентрация составила 0,5 мл на 10 л воды. На 5-е сутки в контрольном аквариуме рН среды увеличилась до значения 9,2, вода в аквариуме стала мутной с неприятным запахом органической природы. В экспериментальном аквариуме вода оставалась чистой без порочащих запахов, рН в оптимальных значениях. Рыба в контрольном аквариуме стала вялой с замедленными реакциями на естественные раздражители, раны воспалились. Рыба в экспериментальном аквариуме оставалась активной, хорошо реагировала на естественные раздражители, состояния стресса из-за голодания и остаточных повреждений не наблюдалось.

На 7-е сутки в контрольном аквариуме рН среды еще больше сместилась в щелочную сторону, вода в аквариуме была очень мутной, 9 рыб контрольного аквариума погибла. В экспериментальном аквариуме вода оставалась чистой без запаха выжила вся группа рыб. Рыба была активной, на теле рыб остались незначительные повреждения.

В результате проведенных экспериментов был выявлено, пробиотик Bacillus subtilis, выбранной концентрации 0,5 мл на 10 л воды подавляет развитие клеток микрофлоры всех типов и обладает антисептическими, бактерицидными и регенерирующими свойствами. Приведенные примеры показывают, что при введении пробиотика Bacillus subtilis в водную среду в рыбе и окружающей ее среде происходит подавление патогенной микрофлоры, что позволяет увеличить время хранения живой рыбы.

Изобретение относится к способам содержания гидробионтов и может быть использовано при транспортировке и хранении живой рыбы, преимущественно пресноводной. В емкости с водой вводят пробиотик Bacillus subtilis при его концентрации 0,5 мл на 10 л воды. В емкость помещают рыбу и производят аэрацию воды. Изобретение позволяет увеличить время хранения живой рыбы при её транспортировке в небольших объемах воды. 20 табл.

Способ транспортировки и хранения живой рыбы, характеризующийся тем, что в емкости с водой вводят пробиотик Bacillus subtilis при его концентрации 0,5 мл на 10 л воды, в емкость помещают рыбу и производят аэрацию воды.