Кормовая добавка на основе метионата хрома, комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способ ее изготовления Российский патент 2024 года по МПК A23K20/00 A61K31/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к биотехнологии, сельскому хозяйству и ветеринарии, в частности к изготовлению биологически активных добавок для птицеводства и предназначается для использования в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы, кормопроизводстве, создании биотехнологических способов сохранения поголовья сельскохозяйственных животных и птицы и повышения показателей продуктивности.

Уровень техники

Разработка технологий получения и использования биодоступных соединений микроэлементов - в том числе, в виде хелатов цинка, меди и хрома для повышения биодоступности и трансфера к клеткам и поиск хелатирующих агентов-лигандов являются предметом многих известных технических решений. Согласно исследованиям компании Biochem Zusatzstoffe GmbH (Германия) по замене неорганических микроэлементов органическими формами, хелатные соединения обладают более высокой биодоступностью в отличие от сульфатных или оксидных солей. Основное преимущество хелатных микроэлементов - их стабильность в коллагеновых структурах. Благодаря этому они более устойчивы, чем большинство неорганических солей, к диссоциации. Это обеспечивает эффективный и «защищенный» транспорт металлов в структуру кожного покрова и высокую поглощающую способность. Органически связанные микроэлементы, например хелаты глицина характеризуются высокой биодоступностью благодаря меньшему образованию комплексов и сниженному антагонистическому эффекту при абсорбции. Такие хелатные формы используются, например, в качестве кормов для животных [А. Мельмейер, Д. Линдел - Глицинные хелаты - надежный источник микроэлементов для птицы - Комбикорма №5, 2019, с. 53-56].

Известные технические решения, направленные на повышение биодоступности микроэлементов Zn, Mg, Mn, Cu и Cr к клеткам организма, в частности, способы получения хелатных соединений этих микроэлементов включают обработку солей этих металлов лигандами - полиаминами или полисахаридами, или их производными, как правило, в водных растворах. С последующими циклами осаждения, очистки, выделения и приготовления препаратов на основе хелатов.

Известен способ получения хелатов металлов выбранных из группы, состоящей из Zn, Cu, Fe, Mn, Со, Cr, Са и Mg, с аминосоединениями - лигандами: глютаминовой N,N-диуксусной кислотой (GLDA), или метилглицин-N,N-диуксусной кислотой (MGDA), используемых в качестве кормовой добавки для животных. Комплексы металла и хелатов получают, смешивая определенное количество сульфата цинка (ZnSO4⋅H2O) или сульфата меди (CuSO4⋅5H2O) с соответствующим количеством комплексообразующего или хелатирующего агента. Небольшой избыток (до 2%) комплексообразующего или хелатирующего агента используют для получения растворов, содержащих металл. Это гарантирует полное комплексообразование или хелатирование ионов металла. Смесь растворяют в части деминерализованной воды. Показатель рН до достижения в пределах от 4,0 до 5,0 - показатель рН регулируют при использовании разведенных растворов NH4OH или H2SO4. Все растворы дополняют деминерализованной водой. Недостатком известного способа является невозможность использования полученных хелатов с кислотной средой для непосредственного введения в структуры кожи и мышц, при обеспечении их биодоступности и безопасности. [Патент RU 2549930 МПК С2, А23К 1/16 Опубликовано: 10.05.2015 Бюл. №13].

Известны технические решения, где используются полисахариды, в том числе, гиалуронат натрия или гиалуроновая кислота в качестве лигандов при получении хелатов металлов.

Известен способ получения водорастворимых солевых комплексов гиалуроновой кислоты (ГК) с молекулярной массой 1500 кДа и соли d-металла IV, V и VI периодов Периодической системы в виде сухого субстрата, причем процент замещения натрия в карбоксильных группах гиалуроната ГК может составлять соотношение соли d-металла ГК к натриевой соли ГК (с поправкой на процессы гидролиза) от 90%:8% до 8%:90%. Способ получения комплекса состоит в последовательности операций:

- смешения 1,1%-2% раствора гиалуроната натрия в деионизированной воде с вязкостью до 1450 мПа⋅с с 1,0-1,9% водным раствором соли d-металла при рН=6, 5 причем для смешивания используют количество водного раствора соли вышеуказанного d-металла, эквивалентное количеству карбоксильных групп натриевой соли ГК или в пределах от 0,95% до 1,10% от эквивалентного, или меньшее эквивалентного количества карбоксильных групп натриевой соли ГК (далее Na-ГК), а смешение ведут при комнатной температуре в течение суток;

- разбавления полученного раствора деионизированной водой до объема 10 л;

- ультрафильтрации разбавленного водного раствора на разделительных мембранах с порами 0,03 мкм;

- одновременной промывки фильтрата вначале водным раствором соли вышеуказанного d-металла, а потом деионизированной водой;

- концентрирования полученного раствора до 1/3 полученного объема;

- спиртоосаждения 3 объемами высокочистого 95%этанола или лиофильной сушке после концентрирования;

- последующей стерильной фильтрации;

- после стерильной фильтрации продукт подвергают спиртоосаждению или лиофилизации и сушке при 60°С и пониженном давлении. [см. патент RU 2280041, МПК С08В 37/08 - опублик. 20.07.2006 г.]. Недостатком известного технического решения является ограниченная растворимость солевых комплексов в воде, что дает водные дисперсии - золи, из-за чего снижена функциональность, связанная с невозможностью использования препарата для каркасного протезирования тканей, недостаточно стабильное качество, связанное с значительной неопределенностью в реакции солевого обмена пропорций гиалуроната натрия и соли d-металла, приводящей к снижению пролонгированного действия, длительный и сложный процесс получения препарата, а также необходимость дополнительных операций приготовления инъекционных смесей перед применением, особенно в варианте использования его в качестве медикаментозного носителя.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятое авторами за прототип, является твердофазный способ получения биоактивной композиции на основе хелатных комплексов цинка, магния, марганца, меди и хрома с гиалуроновой кислотой отличающийся тем, что в обработке порошкообразной смеси гиалуроновой кислоты с молекулярной массой 15-50 кДа с хлоридом металла в двухшнековом механохимическом экструдере с зоной питания и двумя реакционными зонами при соотношении длин зон соответственно 20:40:40% с последовательным в одном цикле обработки непрерывным проведением операций: загрузки сухого порошка гиалуроновой кислоты и сухого порошка хлорида металла, где металл выбран из группы цинк, магний, марганец, медь, хром, при соотношении по массе 1:0,015-0,035 соответственно, в зону питания механохимического экструдера и гомогенизации перемешиванием в этой зоне в течение 2-3 минут при 5-10°С; дальнейшего последовательного автоматического перемещения гомогенизированной смеси во вторую и третью зоны механохимического экструдера, где механохимическая реакция проводится с одновременным воздействием давления в пределах 200-300 МПа и деформации сдвига на кулачковых механизмах с углом сдвига суммарно 180° в течение 1-2 минут в токе азота при температуре во второй механохимической зоне 70-80°С, в третьей механохимической зоне 5-7°С. [Патент RU 2780485 (51) МПК C08B 37/08, A61K 31/728 Опубликовано: 26.09.2022 Бюл. №27].

Недостатком является сложность получения.

Раскрытие изобретения

Задачей предлагаемого изобретения является создание кормовой добавки на основе метионата хрома, комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных и способа ее изготовления.

Хром активирует инсулиновые рецепторы, делая возможным поступление глюкозы внутрь клеток и использование ее для поддержания жизнедеятельности и производства продукции. Он снижает концентрацию кортизола в крови, уменьшая чувствительность животных к стресс-факторам. Хром нормализует углеводный обмен в организме, активизирует выработку энергии и снижает уровень НЭЖК в крови. Высокая биодоступность органических форм хрома позволяет добиться наиболее полного его усвоения животными.

Свиньи Птица Крупный рогатый скот Активирует инсулиновые рецепторы, делая возможным поступление глюкозы внутрь клеток и использование ее для поддержания жизнедеятельности и производства продукции.
Увеличивает скорость выработки белка и снижает скорость отложения жира.
Увеличение выхода постного мяса.
Повышает эффективность беконного откорма.
Нормализация кишечного пищеварения.
Повышает молочность свиноматок и через влияние инсулина на липокаин стимулирует половую функцию. Активирует инсулиновые рецепторы, делая возможным поступление глюкозы внутрь клеток и использование ее для поддержания жизнедеятельности и производства продукции.
Предотвращает дефицит энергии у ремонтного молодняка.
Увеличение темпов роста.
Улучшение качества продукции.
Нормализация кишечного пищеварения. Активирует инсулиновые рецепторы, делая возможным поступление глюкозы внутрь клеток и использование ее для поддержания жизнедеятельности и производства продукции.
Повышает потребление корма за счет активной переработки глюкозы.
Увеличение молочной продуктивности.
Снижение теплового стресса.
Нормализация кишечного пищеварения.

Органические формы хрома, содержащие высокую концентрацию Cr, лучше усваиваются, чем неорганические формы. Хромометионин, показал постоянное положительное влияние на метаболизм глюкозы, потребление корма и выработку молока у молочного скота по сравнению с другими соединениями хрома.

Лизин является первой лимитирующей аминокислотой в рационах свиней и второй - в рационах птицы.

Метионин является незаменимой аминокислотой прежде всего для птицы и второй лимитирующей - в рационах свиней.

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к получению хелатного комплекса без высоких энерго- и трудозатрат, 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 метионата хрома, комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных для животных, содержащей метионината хрома и аминокислотных компонентов, при этом массовая доля хрома составляет 8,65%.

Технический результат достигается с помощью кормовой добавки на основе метионата хрома, комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных для животных, при этом в набор аминокислот входят треонин, триптофан, лизин, метионин.

Технический результат достигается с помощью способа изготовления кормовой добавки, характеризующийся тем, что метионинат хрома получают смешиванием 100 мл дистиллированной воды в мензурке с 6,672 грамма гексагидрата хлорида хрома, затем нагревают смесь до кипения при перемешивании до полного растворения твердого вещества, медленно добавляют при перемешивании 11,201 граммов L-метионина, продолжают нагревание при 92±2°С в течение 60 минут, раствор охлаждают до 30°С и по каплям при перемешивании добавляют раствор гидроксида натрия 1,967 г, в 50 мл воды, затем раствор упаривают при пониженном давлении, остаток высушивают досуха и растворяют в 100 мл этанола, спиртовой раствор фильтруют, отделяют кристаллы хлорида натрия и высушивают досуха, затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 21,017 г метионина, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 315 мг триптофана, смешивают, измельчают, взвешивают 2,101 г треонина, смешивают, измельчают, взвешивают 10,508 г лизина, смешивают, измельчают, взвешивают 16,057 г метионината хрома, 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 - электронное изображение хрома.

На фигуре 2 - энергодисперсионный микроанализ.

На фигуре 3 - элементный состав порошка метионата хрома.

На фигуре 4 - острая токсичность кормовой добавки на белых мышах, n=10.

Осуществление изобретения

Примеры конкретного выполнения способа изготовления кормовой добавки.

Пример 1.

В мензурку на 400 мл вносят 100 мл дистиллированной воды. Добавляют 6,672 грамма гексагидрата хлорида хрома и смесь нагревают до кипения при перемешивании до полного растворения твердого вещества. Медленно добавляют при перемешивании 11,201 граммов L-метионина. Цвет раствора изменяется с темно-зеленого на сине-зеленый. Продолжают нагревание при 92±2°С в течение 60 мин. Раствор охлаждают до 30°С и по каплям при перемешивании добавляют раствор гидроксида натрия 1,967 г, в 50 мл воды. Цвет раствора изменяется на темно-фиолетовый. Раствор упаривают при пониженном давлении, остаток высушить досуха и растворить в 100 мл этанола. Спиртовой раствор профильтровать, отделить кристаллы хлорида натрия и высушить досуха. На аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 21,017 г метионина, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 315 мг триптофана, смешивают, измельчают, взвешивают 2,101 г треонина, смешивают, измельчают, взвешивают 10,508 г лизина, смешивают, измельчают, взвешивают 16,057 г метионината хрома, смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают и отмечают на расстоянии 25 см, что порошок однородный, без вкраплений и блеска.

Результаты анализа: массовая доля хрома 8,65%.

Пример 2.

Выполняется аналогично примеру №1, но в мензурку на 400 мл вносят 150 мл дистиллированной воды. Добавляют 8,0 грамм гексагидрата хлорида хрома и смесь нагревают до кипения при перемешивании до полного растворения твердого вещества. Медленно добавляют при перемешивании 13,0 граммов L-метионина. Цвет раствора должен измениться с темно-зеленого на сине-зеленый (не поменялся цвет). Продолжают нагревание при 96±1°С в течение 80 мин. Раствор охлаждают до 35°С и по каплям при перемешивании добавляют раствор гидроксида натрия 2,0 г, в 55 мл воды. Цвет раствора должен измениться на темно-фиолетовый (не поменялся цвет). Раствор упаривают при пониженном давлении, остаток высушить досуха и растворить в 120 мл этанола. Спиртовой раствор профильтровать, отделить кристаллы хлорида натрия и высушить досуха. На аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 24 г метионина, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 320 мг триптофана, смешивают, измельчают, взвешивают 3,0 г треонина, смешивают, измельчают, взвешивают 13,0 г лизина, смешивают, измельчают, взвешивают 18,0 г метионината хрома, смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают.

Порошок неоднородный, с вкраплениями различного размера и блеском.

Результаты анализа: массовая доля хрома 3,1%.

Пример 3.

Выполняется аналогично примеру №1, но в мензурку на 400 мл вносят 200 мл дистиллированной воды. Добавляют 10,0 грамм гексагидрата хлорида хрома и смесь нагревают до кипения при перемешивании до полного растворения твердого вещества. Медленно добавляют при перемешивании 15,0 граммов L-метионина. Цвет раствора должен измениться с темно-зеленого на сине-зеленый (не поменялся цвет). Продолжают нагревание при 98±1°С в течение 100 мин. Раствор охлаждают до 38°С и по каплям при перемешивании добавляют раствор гидроксида натрия 3,0 г, в 60 мл воды. Цвет раствора должен измениться на темно-фиолетовый (не поменялся цвет). Раствор упаривают при пониженном давлении, остаток высушить досуха и растворить в 150 мл этанола. Спиртовой раствор профильтровать, отделить кристаллы хлорида натрия и высушить досуха. На аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 28 г метионина, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 400 мг триптофана, смешивают, измельчают, взвешивают 5,0 г треонина, смешивают, измельчают, взвешивают 17,0 г лизина, смешивают, измельчают, взвешивают 20,0 г метионината хрома, смешивают, измельчают, затем скребком собирают порошок в центр ступки, пестиком надавливают.

Порошок неоднородный, с вкраплениями различного размера и блеском.

Результаты анализа: массовая доля хрома 1,0%.

Таким образом, оптимальным является пример №1, где при проведении анализа массовая доля хрома составила 8,65%.

Для подтверждения безопасности применения кормовой добавки на основе метионата хрома, комплекса аминокислот осуществили оценку острой токсичности путем однократного внутрижелудочного введения изучаемой кормовой добавки лабораторным животным (мышам) при помощи атравматического зонда натощак. Было сформировано пять 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 метионата хрома, комплекса аминокислот, полученной из примера 1 (4000, 4500, 5000 и 5500 мг/кг живой массы соответственно). Объем вводимой жидкости не превышал 1 мл. Результаты острой токсичности кормовой добавки на подопытных животных представлены на фиг.4.

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. Нарушения в функциональной активности органов пищеварительной и мочевыделительной систем, а также появление других 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 биотехнологии, сельскому хозяйству и ветеринарии, в частности к изготовлению биологически активных добавок для птицеводства для использования в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы. Способ изготовления кормовой добавки характеризуется тем, что метионинат хрома получают смешиванием 100 мл дистиллированной воды в мензурке с 6,672 г гексагидрата хлорида хрома. Затем нагревают смесь до кипения при перемешивании до полного растворения твердого вещества, медленно добавляют при перемешивании 11,201 г L-метионина. Продолжают нагревание при 92±2°С в течение 60 минут, раствор охлаждают до 30°С и по каплям при перемешивании добавляют раствор гидроксида натрия 1,967 г в 50 мл воды. Затем раствор упаривают при пониженном давлении, остаток высушивают досуха и растворяют в 100 мл этанола, спиртовой раствор фильтруют, отделяют кристаллы хлорида натрия и высушивают досуха. На аналитических весах взвешивают 21,017 г метионина, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 315 мг триптофана, смешивают, измельчают, взвешивают 2,101 г треонина, смешивают, измельчают, взвешивают 10,508 г лизина, смешивают, измельчают, взвешивают 16,057 г метионината хрома, смешивают, измельчают. 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. Использование группы изобретений позволит получить кормовую добавку для животных и птиц. 4 ил., 1 табл., 3 пр.

1. Кормовая добавка на основе метионата хрома и комплекса аминокислот для птиц и сельскохозяйственных животных, характеризующаяся тем, что она содержит метионат хрома и аминокислотные компоненты, при этом в набор аминокислот входят треонин, триптофан, лизин и метионин, а массовая доля хрома составляет 8,65%.

2. Способ получения кормовой добавки по п.1, характеризующийся тем, что метионат хрома получают смешиванием 100 мл дистиллированной воды в мензурке с 6,672 г гексагидрата хлорида хрома, затем нагревают смесь до кипения при перемешивании до полного растворения твердого вещества, медленно добавляют при перемешивании 11,201 г L-метионина, продолжают нагревание при 92±2°С в течение 60 минут, раствор охлаждают до 30°С и по каплям при перемешивании добавляют раствор гидроксида натрия 1,967 г в 50 мл воды, затем раствор упаривают при пониженном давлении, остаток высушивают досуха и растворяют в 100 мл этанола, спиртовой раствор фильтруют, отделяют кристаллы хлорида натрия и высушивают досуха, затем на аналитических весах ViBRA HT 224 RCE взвешивают 21,017 г метионина, вносят в ступку №7, измельчают и затирают им поры ступки, взвешивают 315 мг триптофана, смешивают, измельчают, взвешивают 2,101 г треонина, смешивают, измельчают, взвешивают 10,508 г лизина, смешивают, измельчают, взвешивают 16,057 г метионата хрома, 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.