Способ определения содержания цинка в печени свиней Российский патент 2024 года по МПК A01K67/02 

Изобретение относится к животноводству, ветеринарии и экологии, используется в качестве теста для прижизненной оценки уровня цинка в печени свиней.

Цинк является одним из самых редких элементов в земной коре, но чрезвычайно нужен для здоровья человека и животных [1]. В организме – он один из наиболее распространенных переходных металлов [2]. Цинк необходим в роликофактора для более 1000 ферментативных реакций и более 2000 факторов транскрипции [3]. Цинксодержащие ферменты тесно связаны с метаболизмом белков, углеводов, липидов и нуклеиновых кислот [4]. Микроэлемент участвует в эндокринных, иммунных механизмах, обмене нуклеиновых кислот, синтезе белков [5].

Недостаток цинка имеет глобальные негативные последствия для здоровья и затрагивает два миллиарда человек в мире, признан, в первую очередь, проблемой развивающихся стран[6]. Введение продуктов животного происхождения в рацион человека является важным способом увеличения уровня микроэлемента[7]. Перспективно производство продуктов питания с нужными свойствами. Продукты животного происхождения являются хорошей основой для этого, так как отличаются большей биодоступностью компонентов, аполучение функциональной продукции с заданными свойствами возможно уже на этапе кормления животных [8].Для реализации этого необходимы индикаторы содержания химических элементов в органах и тканях сельскохозяйственных животных.

Имеется способ определения цинка в пищевых продуктах и продовольственном сырье. Он заключается в применении инверсионно-вольтамперометрического метода[9]. Недостатком данного способа является отсутствие возможностиустановить концентрацию цинка прижизненно и корректировать его. Выполнение же одного из вариантов биопсии печени является инвазивным и затратным мероприятием. Затруднения могут быть связаны со степенью упитанности животного при чрескожном варианте биопсии, болью, кровотечением, внутрипеченочной гематомой, желчным перитонитом, перфорацией кишечника, сепсисом, некоторыми другими осложнениями после операции[10].

Существует способ определения цинка в почкахсвиней по концентрации кобальта и/ или магния в копытном роге. Химический анализ выполнялся методом атомно-эмиссионной спектрометрии, коэффициенты корреляции составляли0,575 и-0,767, соответственно, приведены уравнения регрессии: y = 0,0881*x + 0,0014 и y = 0,024*x + 0,0024 [11]. Недостатком способа является то, что есть возможность определить концентрацию цинкатолько в почках свиней, которые являются менее ценным субпродуктом, получаемым от данного вида животных, чем печень.

Имеется способ определения цинка в мышцах и костях птицына основании использования регрессионных моделей[12].

Анализ прототипа [11]не продемонстрировал сходство с представляемым способомпо субпродукту, в котором предполагается определение цинка. Предлагаемыйвариантпозволяет прижизненно оценить концентрацию цинка в наиболее часто используемом в пищевом производстве субпродукте, которым является печень.

Данное изобретение реализует задачупооценкеконцентрации цинкав печени свиней послепроведениябиохимическогоисследования сыворотки крови,полученнойприжизненно,и определенияуровня активности аланинаминотрансферазы (АЛТ).Для расчёта уровня цинкав печени свинейиспользуетсяуравнение регрессии.

Реализация идеи изобретения осуществляется посредством определения уровня активности АЛТ в сыворотке крови свиней и последующего расчетаконцентрации цинка в печенина основании уравнения регрессии: y = 107,567 - 2,2759*x, где y – это содержание цинка в мг/кг, x – уровень активности АЛТ в ЕД/л в сыворотке крови.

Пример выполнения.

В основе изобретения лежит опытная часть работы, которая выполнялась в условиях крупного свинокомплекса, расположенного в Западной Сибири.Исследование проведенона животных шестимесячного возраста, которые содержалисьпо стандарту для данного вида и мясного откорма, вакцинировались в соответствии с планами ветеринарно-профилактических мероприятий. Свиньи были обеспечены типовым кормлением с применением полнорационных комбикормов в зависимости от этапа откорма. Рационы сбалансированы по питательным, минеральным веществам и витаминам. Осуществлялсяконтроль комбикормов по номенклатуре гарантированных и дополнительных показателей. Поение животных выполнялосьводой, качество которойсоответствовало второму классу. После стандартной голодной диеты выполняли забор крови из периферической вены с помощью вакуумной системы для последующего получения сыворотки.

Далее выполнялся убой животных,отбирались пробы печенимассой около 100 г, замораживались и хранились при температуре -24°C.Определение уровняцинкапроводилось на базе Аналитического центра коллективного пользования Института геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской академии наукметодом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмойна оборудовании iCAP-PRO (ThermoFisherScientific) с индексом способа обзора плазмы Duo. Пробоподготовкаподразумевалаавтоклавирование навески 2 г с 2 мл концентрированной азотной кислоты квалификации «Особо чистый» при температуре 80-100 °C в течение 1 часа. В дальнейшем вносилось 5 мл перекиси водорода квалификации не ниже «Химически чистый» и выполнялось автоклавированиепри температуре 200°C еще в течение 1 часа. После полного остывания содержимое переливалось в пластиковую пробирку объемом 50 мл и доводилось до метки 20 мл дистиллированной водой, перемешивалось. Для анализа на приборе бралась аликвота. Внутренним стандартом служил скандий.

Биохимические исследования сыворотки крови было выполнено в условиях лаборатории кафедры ветеринарной генетики и биотехнологии ФГБОУ ВО Новосибирский ГАУна анализаторе Photometer 5010 (Германия) с использованием набора реактивов компании ЗАО «Вектор-Бест». Для анализа данных использовалось ПО MicrosoftOfficeExcel, язык программирования R и среда анализа данных RStudio версии 2023.03.1 (RStudio, PBC).

Для прижизненного определения количества цинка в печени свиней необходимо из периферической вены, например, из краевой вены уха, с помощью вакуумной системы забора крови для получения сыворотки с иглой 17-14G, соблюдая комплекс доаналитических правил, в том числе, соблюдение голодной диеты около 12 часов, осуществить забор венозной крови у животных. С помощью набора реактивов для полуавтоматических или автоматических анализаторов в пробе сыворотки необходимо определить уровень активности АЛТ, пользуясь инструкцией к набору. После получения соответствующего значениянеобходимо, пользуясь регрессионной моделью, рассчитать количество цинка в печени свиней: y = 107,567 - 2,2759*x, где y – это содержание цинка в мг/кг, x – уровень активности АЛТ в ЕД/л в сыворотке крови.

Данные по содержанию цинка в печени свиней представлены в таблице 1. На установленные значения, характеризующие средние тенденции содержания цинка в печени свиней, можно предварительно ориентироваться, как на нормативныепоказатели для указанного вида животных, выращенных в условиях Западной Сибири.

Табл. 1

Содержание цинка в печени свиней, мг/кг

n ±S Ме Q1 Q2 IQR Lim 39 93,5 87,5 71,0 120,0 49,0 59,0-150,0

Здесь и далее: ±S – средняя арифметическая и ошибка средней; Me– медиана;Q 1 и Q 2 – первый и второй квартиль; IQR –интерквартильный размах; Lim – максимальное и минимальное значение

В табл. 2 представлены данные по величинесывороточного фермента, использующегося в регрессионной модели.

Табл. 2

Уровень активности АЛТ сыворотки крови свиней, ЕД/л

n ±S Ме Q1 Q2 IQR Lim 39 6,18 6,90 0,078 10,99 10,91 0,05-24,78

АЛТ является внутриклеточными ферментом некоторых тканей и органов млекопитающих, которыйне отличается строгой специфичностью.

Втиповыхтехнологических условиях на свиньях между уровнем цинка в печени и активностью АЛТ в сыворотке крови получили корреляциюсредней силы, что представлено в таблице 3, вывели регрессионную модель для прогнозирования содержания цинка в печени свиней:y = 107,567 - 2,2759*x, где y – это содержание цинка в мг/кг, x – уровень активности АЛТ в ЕД/л в сыворотке крови. С учетомкритерия Фишера установили значимости модели (p-value = 0,0002).

Табл. 3

Корреляция количества цинка в печени с АЛТ сыворотки

n r±Sr p-value y= a + bx 39 -0,555±0,138 < 0,001 y = 107,567 - 2,2759*x

r±Sr – коэффициент корреляции и ошибка коэффициента корреляции, y = b₀ + b₁*x₁– уравнение регрессии

Использование данной регрессионной моделидает возможность прижизненно у свиней прогнозировать содержание цинка в печени, установив уровень активности АЛТ в сыворотке крови.

Предлагаемый способпозволяет провести прижизненную оценку одного из параметров интерьера животных по уровню активности АЛТ, используя только пробы крови.

Источники информации

Heavy metals and other pollutants in the environment: biological aspects / R.A. Afanasev, Z.M. Aleschnikova, E.N. Aleksandrov [et al.]. – Toronto: Apple Academic Press Inc., 2017. – 437 p.

Vašák M. Metallothioneins: new functional and structural insights / M. Vašák, D.W. Hasler // Current opinion in chemical biology. – 2000. – Vol. 4(2). – P. 177-183.

Chasapis C.T. Zinc and human health: an update / C.T. Chasapis, A.C. Loutsidou, C.A. Spiliopoulou, M.E. Stefanidou // Archives of toxicology. – 2012. – Vol. 86. – P. 521-534.

Classen H.G. Zinc deficiency. Symptoms, causes, diagnosis and therapy / H.G. Classen, U. Gröber, D. Löw et al. // MedizinischeMonatsschrift fur Pharmazeuten. – 2011. – Vol. 34(3). – P. 87-95.

Ackland M.L. Zinc and infant nutrition / M.L. Ackland, A.A. Michalczyk // Archives of biochemistry and biophysics. – 2016. – Vol. 611. – P. 51-57.

Prasad A.S. Discovery of human zinc deficiency: its impact on human health and disease / A.S. Prasad //Advances in nutrition. – 2013. – Vol. 4(2). – P. 176-190.

Gupta S. Zinc deficiency in low‐and middle‐income countries: prevalence and approaches for mitigation / S. Gupta, A.K.M. Brazier, N.M. Lowe // Journal of Human Nutrition and Dietetics. – 2020. – Vol. 33(5). – P. 624-643.

Verbeke W. Functional foods: Consumer willingness to compromise on taste for health? / W. Verbeke // Food quality and preference. – 2006. – Vol. 17(1-2). – P. 126-131.

ГОСТ 33824-2016. Продукты пищевые и продовольственное сырье. Инверсионно-вольтамперометрический метод определения содержания токсичных элементов (кадмия, свинца, меди и цинка). – М.: Госстандарт России, 2017. – 46 с.

Lidbury J.A. Getting the most out of liver biopsy / J.A. Lidbury // Veterinary Clinics: Small Animal Practice. – 2017. – Vol. 47(3). – P. 569-583.

Патент № 2761031 C1 Российская Федерация, МПК G01N 33/48. Способ определения уровня цинка в почках свиней: № 2021101423: заявл. 22.01.2021: опубл. 02.12.2021 / О.А. Зайко, А.В. Назаренко, О.И. Себежко [и др.]; заявитель Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Новосибирский государственный аграрный университет».

Патент № 2264094 C2 Российская Федерация, МПК A01K 67/02, G01N 33/48. Способ оценки накопления цинка в мышцах и костях птицы: № 2001118648/13: заявл. 05.07.2001: опубл. 20.11.2005 / В.Л. Петухов, Е.С. Клепцына, А.И. Желтиков [и др.]; заявитель Новосибирский государственный аграрный университет.

Данное изобретение относится к животноводству, ветеринарии и экологии, используется в качестве теста для прижизненной оценки уровня цинка в печени свиней. Способ состоит в том, что выполняют забор венозной крови у животного данного вида, получают сыворотку крови, проводят ее биохимический анализ, определяют уровень активности аланинаминотрансферазы и рассчитывают содержание цинка, пользуясь уравнением регрессии: y = 107,567 - 2,2759*x, где y – это содержание цинка в мг/кг, x – уровень активности АЛТ в ЕД/л в сыворотке крови. Способ вызывает минимальный уровень стресса у животных и обеспечивает точную прижизненную оценку цинка в печени. 3 табл.

Способ определения содержания цинка в печени свиней, отличающийся тем, что выполняют забор венозной крови у животного данного вида, получают сыворотку крови, проводят ее биохимический анализ, определяют уровень активности аланинаминотрансферазы и рассчитывают содержание цинка, пользуясь уравнением регрессии: y = 107,567 - 2,2759*x, где y – это содержание цинка в мг/кг, x – уровень активности АЛТ в ЕД/л в сыворотке крови.