Кормовая добавка на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способ ее изготовления Российский патент 2024 года по МПК A23K20/00 A23K20/142 A23K10/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к ветеринарии и зоотехнии, предназначается для использования в кормлении сельскохозяйственных животных, кормопроизводстве, создании биотехнологических способов сохранения поголовья сельскохозяйственных животных и птицы и повышения показателей продуктивности.

Уровень техники

Известна кормовая добавка, содержащая витамины, аминокислоты, макро- и микроэлементы в физиологическом растворе, отличающаяся тем, что в качестве физиологического раствора использован 0,9% водный раствор хлорида натрия; витамины, аминокислоты, макро- и микроэлементы включают на один литр физиологического раствора: Витамин А 500 000-750 000 МЕ, Витамин Д3 100000-200000 МЕ, Витамин Е 100-175 мг, Витамин К3 50-100 мг, Витамин В1 100-200 мг, Витамин С 175-1000 мг, Лизин 20-22 мг, Аргинин 22-24 мг, Треонин 3,8-4 мг, Глицин 100-200 мг, Метионин 3,5-4 мг, Лейцин 12-15 мг, Серин 4-5 мг, Пролин 75-85 мг, D-пантенол или Пантенат натрия 100-200 мг, Глютаминовая кислота 40-50 мг, Фенилаланин 8-10 мг, Гистидин 4-5 мг, Аспаргиновая кислота 20-25 мг, Аланин 40-50 мг, Валин 12-14 мг, Изолейцин 4-5 мг, Тирозин 2-2,5 мг, Триптофан 0,8-1 мг, Кальций 10-11 мг, Натрий 320-328 мг, Железо 11-12,5 мкг, Медь 1,6-1,75 мкг, Калий 40-42 мкг, Цинк 4-5 мкг; кормовая добавка дополнительно содержит катионное поверхностно-активное вещество в количестве до 2 мас.% и вкусовую добавку в количестве до 6 мас.% (патент RU 2611716, опубл. 28.02.2017, Бюл. №7).

Недостатком является сложность получения.

Известен способ получения альгинатных комплексов, включающий приготовление водного раствора полисахарида-альгината, введение в этот раствор одной или нескольких малорастворимых в воде солей поливалентнтного иона металла и полидентантного комплексообразующего аниона при повышенном содержании поливалентного иона металла, с последующим перемешиванием прикомнатной температуре в течение нескольких часов и создания рН раствора 6.0 или немного менее, раствор при этом образует гель. В качестве полидентантногокомплексирующего аниона используют карбоксилатполикарбоновой кислоты - лимонной, яблочной; предпочтительны цитрат, манат и анион этилендиаминтетрауксусной кислоты. Концентрация полидентантногокомплекообразователя для поливалентного иона металла составляет 0,0001-1 моль/л; соотношение между молярным количеством водорастворимого альгината и молярным количеством добавленного полидентантногокомплекообразователя для поливалентного иона металла составляет 0,0001-1. Помимо альгината натрия рекомендовано использовать иные полисахариды, в том числе натриевую соль гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 1000-2500 кДа, при концентрации от 0,1 до 90% от веса сухих остатков. Образующийся комплекс может использоваться после лиофилизации в сухом виде в косметических или медицинских целях, в том числе, в качестве пористых косметических накладок для кожи разной формы, или медицинских повязок для ран. [Патент RU 2326137 С2, МПК C08J 9/00, A61L 15/00, опубл. 10.06.2008].

Недостатком известного способа является сложность процесса и ограниченная доступность микроэлементов - металлов при применении: лишь в качестве поверхностных накладок, отдельных изделий и аппликаторов.

В последнее время для получения хелатов металлов с повышенной биодоступностью разработаны способы их получения с применением механохимическиих методов.

Известен способ получения хелатных соединений аминокислот, хелатных соединений аминокислот и использования хелатных соединений аминокислот с металлами из группы Fe, Cu, Zn, Mn, в частности, на базе глицина, заключающийся в том, что на первой стадии оксиды металлов, и /или карбонаты металлов, и /или сульфаты металлов, и /или хлориды металлов, и /или гидроксиды металлов, механически активируются в твердой форме в ударной мельнице, а на второй стадии активированные оксиды металлов и /или карбонаты металлов, и /или гидроксиды металлов, и /или сульфаты металлов, и /или хлориды металлов с смешиваются с аминокислотами в твердой форме, после чего обрабатываются в шаровой мельнице для твердофазной реакции, в результате чего получают хелатные соединения аминокислот. Влажность компонентов не должна превышать 5% вес. После отдельной механической активизации исходных соединений хелаты металлов получают в твердофазной реакции. Недостатком способа является низкий выход продукта, при этом соединение металла с глицином носит случайный характер, потери реагентов большие: при соотношении компонентов смеси 1:2 (CuO к глицину) потери составляют больше чем 50%. [см европейский патент ЕР 2489670 А1 2012082 2(DE) МПК C07F 15/06, C07F 3/02, C07F 3/04, C07F 1/08, C07F 13/00, C07F 15/02, C07F 3/06, опубл.22.08.2012].

Известен аналогичный способ получения аминокислотных хелатных соединений металлов, где металл представляет собой медь Cu, и /или цинк Zn, и /или марганец Mn, и /или железо Fe, и /или магний Mg, и /или кальций Са, и /или никель Ni, и /или кобальт Со, характеризующийся тем, что оксиды металлов, и /или карбонаты металлов, и /или сульфаты металлов, и /или хлориды металлов, и /или гидроксиды металлов в твердой форме термически и механически активируют и затем активированные оксиды металлов, и /или карбонаты металлов, и /или гидроксиды металлов, и /или сульфаты металлов, и /или хлориды металлов совместно с аминокислотами переводят в твердую форму и превращают в аминокислотные хелатные соединения в твердофазной реакции, причем тепловая активация происходит в то же самое время, что и механическая активация, и /или при котором тепловая активация происходит в то же самое время, что и твердофазная реакция. Соединения металлов добавляют в виде смеси рыхлых частиц и /или аминокислоты - в виде смеси рыхлых частиц в соотношении от 1:2 до 1:5 массовом, активацию и /или реакцию осуществляют в вибрирующей измельчающей мельнице, и /или во встряхиваемой шаровой мельнице, и /или в барабанной мельнице, и /или в другом реакторе с перемешиванием. Тепловую активацию и /или выпаривание проводят при температуре от 30 до 150°С. В способе вода, образованная во время реакции, отделяется от реагентов выпариванием. Полученные хелаты имеют рН около 4, частицы хелатов имеют тонкодисперсную иглоподобную структуру, средний размер частиц составляет от 40 до 60 мкм, вплоть до 80% частиц имеют размер частиц 0-100 мкм и максимум 2% имеют размер частиц больше чем 500 мкм.

Недостатком способа, что отмечают сами авторы изобретения, является возможность спекания смеси либо в ходе термической активации компонентов, либо в ходе реакции, а также невозможность использования продукта - полученных аминокислотных хелатов металлов для композиций, применяемых в процедурах по восстановлению кожных структур и ревитализации кожи. [см. патент RU 2567057 С2 МПК C07F 1/08, C07F 3/02, C07F 3/04, C07F 3/06, C07F 13/00, C07F 15/02, опубл. 27.10.2015, Бюл. №30].

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип, является биодоступная форма микроэлементных добавок в кормовые смеси для животных и птицы, включающая комплекс микроэлементов, содержащих марганец, железо, медь, кобальт и цинк, или каждый из вышеупомянутых микроэлементов в отдельности, отличающаяся тем, что в качестве вещества, образующего соединение с металлами, используется аспарагиновая кислота, при этом мольное соотношение аспарагиновая кислота - металл от 1:1 до 2:1. (патент RU 2411747, опубл. 20.02.2011, Бюл.№5).

Недостатком является невысокая степень биологического усвоения микроэлементов.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является создание кормовой добавки на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот.

Известно, что цинк – один из микроэлементов, которых часто не хватает в рационе сельскохозяйственных животных. Цинк влияет на метаболизм углеводов, жиров и нуклеиновых кислот, повышает активность более 200 пищеварительных ферментов. Его недостаток приводит к таким проблемам как паракератоз, бесплодие, дизентерия.

Хелатный комплекс Zn-ЭДТА восполняет дефицит цинка. Механизм его действия: аминокислотный хелат, являясь нейтральной молекулой, не переваривается до всасывания клетками ЖКТ и не отделяется в желудке, а остается в виде изначальной молекулы и легко усваивается, проникая через мембрану клеток микроворсинок желудка. Это также позволяет избежать действия веществ антагонистов. Хелатный комплекс препятствует всасыванию токсинов и выходу токсинов в просвет кишечника, т. е. обладает вяжущим и антисептическим действием. Zn-ЭДТА способствует снижению конверсии корма. Цинк, входящий в состав комплекса, увеличивает среднесуточный привес за счет активации пищеварительных ферментов, снижает смертность поросят, улучшает репродуктивную функцию свиноматок и хряков. Он участвует в процессах роста, кроветворения, размножения, дифференцировки и стабилизации клеточных мембран, тканевом дыхании и многих других физиологических процессах в организме животного.

Аминокислоты представляют собой структурные химические единицы, образующие белки, и на 16% состоят из азота. Важность аминокислот для организма определяется той огромной ролью, которую играют белки во всех процессах жизнедеятельности.

Каждый белок в организме уникален и существует для специальных целей. Белки не являются взаимозаменяемыми. Они синтезируются в организме из аминокислот, которые образуются в результате расщепления белков, находящихся в пищевых продуктах. Именно аминокислоты являются наиболее ценными элементами питания.

Аминокислоты способствуют тому, что витамины и минералы адекватно выполняют свои функции.

Существует около 28 аминокислот. В организме человека многие из них синтезируются в печени. Однако некоторые из них не могут быть синтезированы в организме, поэтому человек обязательно должен получать их с пищей. Такие аминокислоты называются незаменимыми и к ним относятся лизин, метионин, треонин и триптофан.

Триптофан используется организмом для производства серотонина, участвует в синтезе витамина В3.

Треонин регулирует белковый обмен в организме, участвует в обмене жиров в печени и работе иммунной системы.

Лизин помогает усваиваться кальцию и азоту, участвует в производстве, антител, гормонов, ферментов, восстановлении тканей организма после повреждений.

Метионин защищает стенки сосудов от отложения холестерина, участвует в процессе пищеварения.

Полностью сбалансированный рацион по аминокислотному питанию позволяет снизить нормы протеина на 10-15% и расход высокобелковых кормов животного происхождения без отрицательного влияния на здоровье и продуктивность птицы.

Рост внесения аминокислот в рационы животных является одной из тенденций мирового кормопроизводства, направленной на сохранение ресурсов кормового белка. В ближайшие годы включение в комбикорма аминокислот может значительно вырасти, что позволит улучшить конверсию корма, особенно в птицеводстве и свиноводстве.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к сводится к получению хелатного комплекса без высоких затрат, позволяющий получить целевой продукт с высоким выходом, с повышенной биодоступностью и устойчивостью, который может использоваться в качестве целевой добавки.

Технический результат достигается с помощью кормовой добавки на основе этилендиаминтетраацетата цинка, комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных для животных, содержащая этилендиаминтетраацетата цинка и аминокислотные компоненты, отличающаяся тем, что массовая доля цинка составляет 11,88%.

Технический результат достигается с помощью кормовой добавки на основе этилендиаминтетраацетата цинка, комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных для животных по п.1, отличающаяся тем, что в набор аминокислот входят, треонин, триптофан, лизин, метионин.

Технический результат достигается с помощью способа изготовления кормовой добавки, характеризующийся тем, что этилендиаминтетраацетата цинка получают при растворении 0,618 моль Na₂[H₂C₂H₄N₂(CH₂COO)₄]·2H₂O (М.в. 372,21 г/моль) в 1 литре кипящей дистиллированной H₂O с 0,62 моль ZnO (М.в. 81,408 г/моль), образовывается мутный раствор, который необходимо профильтровать на нутч-фильтре, затем полученный прозрачный раствор упаривают до образования высоковязкого раствора и высушивают при температуре 110°С, расчетная формула полученного продукта Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄] (М.в. 399.59 г/моль), затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 646,22 г HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 9,69 мг C₁₁H₁₂N₂O₂, смешивают, измельчают, взвешивают 64,62 г HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃, смешивают, измельчают, взвешивают 323,11 г HO₂CCH(NH₂)(CH₂)4NH₂, смешивают, измельчают, взвешивают 48,955 гэтилендиаминтетраацетата цинка, смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают и отмечают на расстоянии 25 см, что порошок однородный, без вкраплений и блеска, помещают в контейнер и клеят этикетку.

Краткое описание чертежей

На фигуре 1 – кормовая добавка на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способ ее изготовления, электронное изображение цинка.

На фигуре 2 – кормовая добавка на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способ ее изготовления, энергодисперсионный микроанализ.

На фигуре 3 – кормовая добавка на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способ ее изготовления, элементный состав порошка этилендиаминтетраацетата цинка.

На фигуре 4 – кормовая добавка на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способ ее изготовления, острая токсичность кормовой добавки на белых мышах, n=10.

Осуществление изобретения

Примеры конкретного изготовления кормовой добавки на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных.

Пример 1.

В раствор, полученный при растворении 0,618 моль Na₂[H₂C₂H₄N₂(CH₂COO)₄]·2H₂O (М.в. 372,21г/моль) в 1 литре кипящей дистиллированной H₂O добавляют 0,62 моль ZnO (М.в. 81,408 г/моль). Образовался мутный раствор, который профильтровывают на нутч-фильтре. Полученный прозрачный раствор упаривают до образования высоковязкого раствора и высушивают при температуре 110°С. Расчетная формула полученного продукта Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄](М.в. 399.59 г/моль). Затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 646,22 г HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 9,69 мг C₁₁H₁₂N₂O₂, смешивают, измельчают, взвешивают 64,62 г HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃, смешивают, измельчают, взвешивают 323,11 г HO₂CCH(NH₂)(CH₂)4NH₂, смешивают, измельчают, взвешивают 48,955 г Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают и отмечают на расстоянии 25 см, что порошок однородный, без вкраплений и блеска, помещают в контейнер и клеят этикетку.

Выход Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄] в пределах 245 граммов.

Содержание цинка, найденное методом энергодисперсионногомикроанализа с использованием сканирующего электронного микроскопа составляет – 11,88%.

Пример 2.

Выполняется аналогично примеру №1, но в раствор, полученный при растворении 0, 8 моль Na₂[H₂C₂H₄N₂(CH₂COO)₄]·2H₂O (М.в. 383,0г/моль) в 1,2 литре кипящей дистиллированной H₂O добавляют 0,76 моль ZnO (М.в. 85,8 г/моль). Образовался раствор, профильтровывают на нутч-фильтре. Полученный раствор упаривают до образования высоковязкого раствора и высушивают при температуре 120^оС. Расчетная формула полученного продукта Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄] (М.в. 361,2 г/моль). Затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 703,0 г HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 10,5 мг C₁₁H₁₂N₂O₂, смешивают, измельчают, взвешивают 70,7 г HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃, смешивают, измельчают, взвешивают 405,2 г HO₂CCH(NH₂)(CH₂)4NH₂, смешивают, измельчают, взвешивают 50,6 г Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают. Отмечают на расстоянии 25 см, что порошок неоднородный, с вкраплениями и блеском.

Выход Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄] в пределах 160 граммов.

Содержание цинка, найденное методом энергодисперсионногомикроанализа с использованием сканирующего электронного микроскопа составляет – 4,3%.

Пример 3

Выполняется аналогично примеру №1, но в раствор, полученный при растворении 0,9 моль Na₂[H₂C₂H₄N₂(CH₂COO)₄]·2H₂O (М.в. 385,2 г/моль) в 1,5 литре кипящей дистиллированной H₂O добавляют 0,8 моль ZnO (М.в. 87,34 г/моль). Образовался раствор, профильтровывают на нутч-фильтре. Полученный раствор упаривают до образования высоковязкого раствора и высушивают при температуре 120^оС. Расчетная формула полученного продукта Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄] (М.в. 344,0 г/моль). Затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 708,2 г HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 11,1 мг C₁₁H₁₂N₂O₂, смешивают, измельчают, взвешивают 73,2 г HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃, смешивают, измельчают, взвешивают 408,4 г HO₂CCH(NH₂)(CH₂)4NH₂, смешивают, измельчают, взвешивают 52,3 г Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают. Отмечают на расстоянии 25 см, что порошок неоднородный, с вкраплениями и блеском.

Выход Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄] в пределах 110 граммов.

Содержание цинка, найденное методом энергодисперсионногомикроанализа с использованием сканирующего электронного микроскопа составляет 3,8%.

Таким образом, оптимальным является пример №1, где при проведении анализа массовая доля цинка составила 11,88%.

Для подтверждения безопасности применения кормовой добавки на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот осуществили оценку острой токсичности путем однократного внутрижелудочного введения изучаемой кормовой добавки лабораторным животным (мышам) при помощи атравматического зонда натощак. Было сформировано четыре группы животных обоего пола по десять особей в каждой. Животным контрольной группы внутрижелудочно ввели дистиллированную воду, мышам опытных групп – различные дозы кормовой добавки на основе этилендиаминтетраацетата цинка и комплекса аминокислот, полученной из примера 1 (4000, 5000 и 6000 мг/кг живой массы соответственно). Объем вводимой жидкости не превышал 1 мл. Результаты острой токсичности кормовой добавки на подопытных животных представлены на фиг.2.

Таким образом, однократное пероральное введение исследуемых доз изучаемой кормовой добавки за весь период наблюдения не вызвало гибели лабораторных животных.

Состояние подопытных мышей в течение 14 суток оставалось удовлетворительным с хорошо выраженным аппетитом, животные были подвижны, реакция на внешние раздражители оставалась такой же, как и до употребления кормовой добавки. Появление токсических явлений отсутствовали. Согласно ГОСТ 12.1.007-76 по среднесмертельной пероральной дозе белым мышам и крысам кормовая добавка относится к 4 классу опасности: вещества малоопасные.

Изобретение относится к ветеринарии и зоотехнии, предназначается для использования в кормлении сельскохозяйственных животных, кормопроизводстве и представляет собой кормовую добавку, содержащую этилендиаминтетраацетат цинка и аминокислотный компонент, причем массовая доля цинка составляет 11,88%, а в качестве аминокислотного компонента содержит треонин, триптофан, лизин и метионин. Способ получения такой кормовой добавки для животных характеризуется тем, что этилендиаминтетраацетат цинка получают при растворении 0,618 моль Na₂[H₂C₂H₄N₂(CH₂COO)₄]⋅2H₂O в 1 литре кипящей дистиллированной H₂O с 0,62 моль ZnO, образовывается мутный раствор, который необходимо профильтровать на нутч-фильтре, затем полученный прозрачный раствор упаривают до образования высоковязкого раствора и высушивают при температуре 110°С, расчетная формула полученного продукта Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 646,22 г HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, вносят в ступку, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 9,69 мг C₁₁H₁₂N₂O₂, смешивают, измельчают, взвешивают 64,62 г HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃, смешивают, измельчают, взвешивают 323,11 г HO₂CCH(NH₂)(CH₂)₄NH₂, смешивают, измельчают, взвешивают 48,955 г Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают и отмечают на расстоянии 25 см, что порошок однородный, без вкраплений и блеска, помещают в контейнер и клеят этикетку. Изобретение позволяет получить целевую добавку с высоким выходом, с повышенной биодоступностью и устойчивостью. 2 н.п. ф-лы, 4 ил., 3 пр.

1. Кормовая добавка на основе этилендиаминтетраацетата цинка, комплекса аминокислот для животных, содержащая этилендиаминтетраацетат цинка и аминокислотный компонент, отличающаяся тем, что массовая доля цинка составляет 11,88%, а в качестве аминокислотного компонента содержит треонин, триптофан, лизин и метионин.

2. Способ получения кормовой добавки для животных по п.1, характеризующийся тем, что этилендиаминтетраацетат цинка получают при растворении 0,618 моль Na₂[H₂C₂H₄N₂(CH₂COO)₄]⋅2H₂O в 1 литре кипящей дистиллированной H₂O с 0,62 моль ZnO, образовывается мутный раствор, который необходимо профильтровать на нутч-фильтре, затем полученный прозрачный раствор упаривают до образования высоковязкого раствора и высушивают при температуре 110°С, расчетная формула полученного продукта Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 646,22 г HO₂CCH(NH₂)CH₂CH₂SCH₃, вносят в ступку, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 9,69 мг C₁₁H₁₂N₂O₂, смешивают, измельчают, взвешивают 64,62 г HO₂CCH(NH₂)CH(OH)CH₃, смешивают, измельчают, взвешивают 323,11 г HO₂CCH(NH₂)(CH₂)₄NH₂, смешивают, измельчают, взвешивают 48,955 г Na₂[ZnC₂H₄N₂(CH₂COO)₄], смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают и отмечают на расстоянии 25 см, что порошок однородный, без вкраплений и блеска, помещают в контейнер и клеят этикетку.