СОСТАВ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ПРЕМИКСА В ВИДЕ КОРМОВОЙ ДОБАВКИ И ОБОСНОВАНИЕ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ ЖВАЧНЫМ ЖИВОТНЫМ Российский патент 2025 года по МПК A23K50/10 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к кормовым добавкам с сорбционно-метаболическими свойствами и предназначено для использования в животноводстве и ветеринарии для профилактики и лечения интоксикаций экзогенного и эндогенного происхождения, нормализации обмена веществ и функций печени у жвачных животных.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Основным глобальным трендом развития цивилизации является усиление выраженности и разнообразия абиотического прессинга, его роли в формировании структуры заболеваемости продуктивных животных и актуализации проблемы безопасности продуктов питания для человека постоянно возрастает. Для фиксации токсинов экзогенного происхождения, поступающих в организм с кормами и водой предложено сравнительно большое количество сорбентов. Известен способ получения энтеросорбента на основе глауконита, который измельчают, отбирают фракцию 1,0-10 мкм и готовят водяную суспензию с последующей обработкой ультразвуком (15-25 кГц) [Энтеросорбент и способ его получения / М.Ю. Волков, А.А. Калилец // Патент: РФ №2545711, опубликован10.04.2025]. Также имеется способ получения энтеосорбента на основе лигнина, комбинация которого с йодом придает дополнительно бактерицидные свойства [Энтеросорбент и способ его получения / Н.А. Беляков, В.П. Леванова, И.С.Артемьева и др. //Патент: РФ №2302866, опубликован 20.07. 2007]. Каждый их этих средств обладает достаточно высокой сорбционной активностью и может применяться в качестве детоксикационного средства при лечении многих заболеваний у человека и животных. Однако их получение имеет высокую себестоимость, что исключает их массовое применение в животноводстве. Более приемлемыми являются сорбенты природного происхождения с минимальной высокотехнологической доработкой, что снижает их себестоимость и повышает доступность большинства сельскохозяйственных предприятий. В качестве примера можно отметить кормовые добавки на основе вермикулита [Кормовая добавка для повышения яйценоскости кур-несушек и способ кормления кур-несушек /И.М. Донник, И.А. Шкуратова, А.Д. Шушарин и др. // Патент: RU, 2388321, опубликован 10.05.2010], опоки [Способ получения органоминеральной кормовой добавки для животных и органоминеральная кормовая добавка /В.М. Сычев, Д.М. Иванов, М.Г. Иванов и др. // Патент: RU 2701302, С1, 25.09.2019], цеолита [Способ кормления кур /А.С. Зенкин, А.И. Леткин, В.М. Кирдяев и др. // Патент: RU 2302123, С1, 10.07.2007] и др.. Разнообразие этих разработок создает возможность организации производства минеральных сорбентов в каждом регионе страны, что повышает эффективность использование местных природных ресурсов ископаемых и доступность для широкого применения. При этом следует отметить, что большинство предлагаемых продуктов применяется для оптимизации кормления как источник минералов и в меньшей степени как сорбент токсинов. Дело в том, что усиление их сорбционной активности и/или длительное применение приводит к вторичной мальабсорбции обусловленное фиксацией и выведением из организма не только вредных соединений, но и полезных, таких как питательные и биологически активные вещества рациона. Однако нивелирование отмеченных выше абиотических факторов требует достаточно выраженного сорбционного эффекта, но без риска нарушения процессов пищеварения в желудочно-кишечном тракте. Аналогов подобных средств нет, но современные реалии требуют их создания.

Симптомокомплекс экзогенного отравления представляет собой интегральный ответ организма на патофизиологические процессы, инициированные экзотоксином и усиленным образованием токсических метаболитов (эндотоксинов). Помимо экзотоксикозов, накопление токсических продуктов нарушенного обмена веществ, является постоянным компонентом многих болезней животных, определяя тяжесть и исход их течения. Синдром эндогенной интоксикации является неотъемлемой составной отмеченной выше проблемы абиотического прессинга, без нивелирования которого не возможна полноценная дезоксидация организма. В организме животных существует многоуровневая система дезоксидации, большинство процессов которой происходят в печени. Для активизации обезвреживающей функции печени предложен ряд средств. Известен способ улучшения функционирования печени с помощью применения композиции, содержащей липоевую кислоту или ее солей [Способ улучшения функционирования печени и иммунной системы у животных / С. Зикер, И. Пэто-Робинс // Патент: RU 2485797, С2. 27.06.2010]. Однако, данное средство более приемлемо для терапии, чем для масштабной профилактики.

Известен способ профилактики жирового гепатоза печени у лактирующих коров, которая заключается в применении комплекса лимонной кислоты, янтарной кислоты, цианокобаламина, холина хлорид и свекольной патоки [Патент RU 2731271, 09.01. 2020 г.]. Данный состав достоверно активизирует антиоксидантную и антитоксическую функцию печени, но не исключает поступление токсических веществ из кишечника, что снижает профилактический или терапевтический эффект.

Более приемлемы гепатопротекторы на основе растительного сырья и особенно содержащего флавоноиды. Например препарат в состав которого входит биофлавоноидный комплекс лиственницы, а также витамины А, Д и Е [Комплексный препарат для профилактики и лечения гепатозов цыплят-бройлеров/ Л.В. Резниченко, А.А. Резниченко, А.А. Горбач, Е.В. Карпун //Патент: RU 2767620 С1. 18.03.2022]. Данное средство достаточно эффективно, однако, входящий в его состав биофлавоноиды лиственницы обладают антимикробной активностью, что ограничивает их применение жвачным животным по причине риск дефаунизации преджелудков.

Указанного недостатка нет у флавоноидов расторопши. Известен препарат, предназначенный для крупного рогатого скота, в состав которого входят масло расторопши пятнистой, урсодезоксихолиевая кислота, метионин, токоферола ацетат и сироп шиповника [Препарат комплексный с гепатопротекторной активностью для крупного рогатого скота / B.C. Понамарев, Н.Л. Андреева, О.С. Попова, В.А. Барышев // Патент: RU 2742414 С1. 5.2. 2021]. Однако, улучшение обезвреживающей функции печени не может обеспечить полноценную защиту организма без деконтаминации желудочно-кишечного тракта.

В этом плане интерес представляют средства, сочетающие гепатопротекторную и энтеросорбционную активность. Предложен способ профилактики патологии печени и нарушений обмена веществ на основе гуминовых кислот, которые также обладают сорбционными свойствами [Гепатопротекторное гуминовое средство / Н.И. Милов // Патент: RU 2763761 С1. 10.01.2022]. Однако, несмотря на широкий комплекс фармакологического действия, данное средство оказывает сравнительно слабое гепатопротекторное и энтеросорбционное влияние на фоне постоянно действующих источников экзогенной интоксикации.

Учитывая масштаб данной проблемы и то, что она является следствием формирования антропогенной среды обусловленной объективной необходимостью развития промышленности и сельского хозяйства, ее можно минимизировать с помощью экологизации технологий и организационно-хозяйственных мер, но полностью нивелировать уже невозможно. Очевидна необходимость адаптации животноводческих технологий к новым реалиям со сравнительно высокими и прогрессирующими токсикологическими рисками. При этом перспективным является создание внутреннего (организменного) барьера антитоксической защиты на двух уровнях: деконтаминация полости желудочно-кишечного тракта и активация естественных механизмов детоксикации организма. Однако проведенный нами патентный поиск показал, что в уровне техники не выявлены аналоги, сочетающие деконтаминацию полости желудочно-кишечного тракта, стимуляцию биотрансформации экзо- и эндотоксинов в печени и ее метаболических функций. Хотя близким аналогом является «Способ получения биопрепарата для устранения микотоксинов из кормового сырья и биопрепарат, полученный этим способом» [RU 2420565 С1. 10.06.2011], который предусматривает смешивание смеси сорбентов (цеолит, бентонит, вермикулит), L-карнитина, лецитина, рибоксина, органической кислоты (янтарная или пропионовая) или их соли, смеси инулина и олигофруктозы и ферментного протеолитического препарата на основе культуральной жидкости бактерий Bacillus subtilis «Протосубтилина». Данная кормовая добавка обладает широким сектором биологического действия на организм, формирует достаточный уровень энтеросорбции, а наличие в его составе пробиотика должен способствовать нормализации микробиоты кишечника. Однако сложный состав затрудняет его производство, также нет ясности в устойчивости и биодоступности пробиотика в присутствии минеральных сорбентов.

Поэтому, очевидна актуальность разработки способа профилактики или нивелирования нарушений обмена веществ с помощью кормовой добавки, сочетающей сорбционную, метаболическую и гепатопротекторную активность, не имеющей указанные недостатки, в том числе не оказывать вредного влияния на процессы пищеварения в преджелудках жвачных животных.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей настоящего изобретения является создание новой кормовой добавки, которая должны обладать следующим техническим результатом, а именно:

- выполнять барьерную роль в полости желудочно-кишечного тракта в виде фиксации и выведения с калом токсинов экзогенного (микотоксины, тяжелые металлы, бактериальные яды и др.) и эндогенного (продукты нарушенного обмена веществ и жизнедеятельности микроорганизмов) происхождения,

- нивелировать риск реабсорбции токсических веществ, образующихся в полости кишечника и поступающих в его полость из крови,

- снижать активность перекисного окисления липидов, обладать антиоксидантными и мембраностабилизирующими свойствами,

- активировать, но при нарушении - нормализовать, метаболическую и детоксицирующую функции печени,

- улучшать процессы пищеварения в рубце и кишечнике жвачных животных,

- способствовать нормализации обмена веществ, повышению резистентности и продуктивности,

- быть безопасным для животных и обслуживающих их персонала,

- состоять из компонентов природного происхождения и быть экологически безопасной.

Теоретической и экспериментальной основой разработки функционального премикса был фармакологический скрининг веществ с оценкой необходимых свойств. При формировании сорбционного блока, разрабатываемого премикса мы выбрали диатомит - легкая тонкодисперстная высококремнистая порода, состоящая из рентгеноаморфного диатомового ила, глинистой и песчано-алевритовой фракций. Запасы данного минерала с России превышают 200 млн м³. Он обладает сравнительно высокой сорбционной активностью и оказывает мягкое механическое воздействие на слизистую оболочку желудочно-кишечного тракта, что обуславливает его очистительный эффект и усиливает детоксикационное действие. Известно, что сорбционная активность диатомита зависит от знака заряда его поверхности который меняется с положительного в диапазоне рН среды 1-5,5 на отрицательный при рН 5,5-14 [Убаськина Ю.А., Алехина М.Б. Адсорбция хорошо растворимых органических соединений на диатомите // Физикохимия поверхности и защита материалов. - 2023. - Т. 59. - №2. - С. 122-127.]. Поэтому можно предположить, что органические соединения (например, микотоксины) будут адсорбироваться лучше в кислой среде сычуга, но в полости остального желудочно-кишечного тракта - хуже. Однако отмеченное изменение заряда поверхности диатомита от рН среды наоборот расширяет спектр минеральных сорбентов. При этом известно, что снижение выраженности фиксации органических соединений при снижении кислотности наиболее выражена при увеличении доли крмнезема в составе диатомита [Убаськина Ю.А., Фетюхина Е.Г., Коростелева Ю.А. (2016). Исследование адсорбционной способности диатомита. Вестник Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова, (5), 140-143.]. Поэтому для частичного нивелирования данного недостатка мы ввели в став разрабатываемого средства бентонит, основную массу которого составляют алюмосиликаты.

Учитывая отмеченное выше широкий диапазон фармакологического действия и отсутствие негативного влияния на микрофлору рубца в качестве метаболической составной, стимулирующей естественные механизмы детоксикации в состав премиксы ввели силимарин. Помимо этого, для повышения биологической активности кормовой добавки, в частности увеличения резистентности и активности роста, а также регулирующего влияния на микробиоту в ее состав ввели гуминовые и фульвовые кислоты.

Технологический результат заключается в создании сорбционно-метаболического премикса (функциональный премикс) в виде кормовой добавки, обладающей гепатотропным, антитоксическим и мембраностабилизирующим действием.

Для достижения технического результата реализован сорбционно-метаболический премикс (функциональный премикс) в виде кормовой добавки, в состав которого входят следующие компоненты:

Данный технический результат предлагаемого комплексного средства обусловлен также и технологией ее приготовления, которая включает в себя следующие этапы:

1. Приготовление сорбционного компонента. В смесителе смешиваются дитомит (размер частиц до 50 мкм) - 80,0% и бентонит (ТУ 5717-001-00494108-99) - 20,0%.

2. Приготовление структурированного торфо-сапропелевого концентрата. Состав: торф низинный в виде крошки (размер частиц <5 мм) -15,0%, сапропель (отжатый до влажности 78-80%) - 1,55%, едкий калий -0,5%, белый шлам - 0,15%, и вода -82,8%. Едкий калий вводится в состав для создания в растворе рН=7,0 (6,9-7,1), поэтому при необходимости коррекции рН его количество может изменяться в пределах от 0,45 до 0,60%. Указанный объем воды прокачивается по трубопроводу и в его поток, в указанном порядке с интервалом 5-6 минут вносятся остальные компоненты, а затем смесь поступает в установку тепловой кавитационной обработки, где она подвергается кавитационному диспергированию до температуры 60°С, что обеспечивает выход растворенных гуминовых и фульвовых кислот.

3. Приготовление метаболического компонента: смешиваются силимарин (24,2%) и декстрин кислотный кукурузный (75,8%).

4. В смеситель вносятся торфо-сапропелевый концентрат (46,4%), метаболический компонент (6,6%) и сорбционный компонент (47,0%). После перемешивания до получения однородной смеси ее досушивают до влажности 13,5-14,0% при этом формируется крошка (гранулы разной формы), которая поступает в накопительный бункер, дозатор и через упаковочное устройство в тару.

Оценка качества гранул (крошки) показала, что они имеют светло-коричневый цвет, фигуристую форму, размер от 1 до 7,5 мм, а массовая доля влаги не выше 14,0%. Крошимость гранул (ГОСТ 28497), составила 9,8±0,05%. Токсикологический анализ показал, что в данной кормовой добавке содержание регламентируемых токсических веществ не превышает допустимый уровень и она соответствует требованиям Технического регламента ЕАЭС «О безопасности кормов и кормовых добавок».

Кормовая добавка животным может применяться самостоятельно с целью терапевтического средства при кормовых отравлениях, синдроме эндогенной интоксикации, болезнях печени или желудочно-кишечного тракта. Помимо этого, она может назначаться в составе рациона или комбикорма для профилактики нарушений обмена веществ, снижения заболеваемости, повышения эффективности кормления и продуктивности, а также полноценности выздоровления за счет устранения остаточных патологических явлений в период реконвалесценции.

Заявителем проведен патентный поиск, который показал, что предложенная совокупность технических признаков неизвестна. Поэтому данное изобретение можно считать новым.

Представленный «Состав функционального премикса в виде кормовой добавки и обоснование его применения жвачным животным» обладает изобретательским уровнем, так как предлагаемая совокупность его существенных признаков для специалиста логически не следует из известного уровня техники. Однако каждый компонент по отдельности известен и их применение как самостоятельных ингредиентов для приготовления кормовой добавки в объяснении не нуждается, но состав и технология ее приготовления позволяет получить совершенно новый продукт со спектром функциональности значительно превосходящий эффект применения каждого составного компонента в отдельности. В частности, удачный подбор ингредиентов и способ приготовления обуславливает получение стабильного при хранении продукта с гарантированными функциональными свойствами актуальными для животных. При этом используется сырье только природного происхождения, что повышает эффективность использования природных ресурсов, гарантирует экологическую безопасность кормовой добавки, снижает себестоимость ее производства и цену реализации.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Практическое применение предлагаемого изобретения раскрывается нижеследующим описанием с поясняющими примерами. Пример 1. В условиях крупной молочной фермы, из числа клинически здоровых нестельных коров второй фазы лактации (120-176 день) были сформированы две группы: №1 (контроль, n=96) животные получали базовый рацион соответствующих по питательности рекомендуемым нормам и №2 (n=98) - помимо базового рациона организовали три курса по 14 дней с интервалом 7 дней дачи кормовой добавки в суточной дозе 0,20 г/кг. Длительность опыта составила 56 дней, в течение которых коровы находились под наблюдением, а в 1 и 56 дней помимо этого у 8 голов из каждой группы отбирали пробу крови и содержимого рубца.

Продуктивность в начале опыта в группе №1 составила 19,5±0,15 кг молока в сутки, а в №2 - 19,4±0,15 кг/сут, но на 56 день соответственно 17,2±0,20 и 19,0±0,17 кг/сут.В период наблюдения пришли в охоту 17 животных из группы контроля и 29 голов в группе №2, из числа которых благополучно оплодотворены (ректоцервикальный способ искусственного осеменения) были соответственно 9 и 22 головы. Результаты анализа биоматериала представлены в таблице №1, из данных которой видно, что в начале опыта в сопоставимых группах не выявлено достоверного различия в составе рубцового содержимого и крови. В течение наблюдения произошло уменьшение рН содержимого рубца в группе №1 на 12,1%, в №20,76%), числа инфузорий соответственно на 8,1 и 1,6%, а бактерий на 2,6 и 0,11% (р>0,05). Отмеченные изменения состава содержимого рубца указывают на нарушение процессов пищеварения, что подтверждается накоплением токсических продуктов, уровень которых оказался выше нормы (МСМ, норма 2,00 усл. ед.). У животных, которые получали кормовую добавку не выявлено каких-либо изменений рубцового пищеварения.

Анализ состава крови коров из группы контроля показал, что в период опыта отмечено достоверное уменьшение общего белка (на 2,6%), глюкозы (на 19,7%), триглицеридов (на 31,2%), магния (на 20,8%) и АлАТ (на 43,1%), но увеличился уровень АсАТ (на 32,3%) и фосфора (21,5%). Помимо этого, у них имеет место снижение гематокрита (на 11,8%), гемоглобина (на 6,8%), содержания его в эритроцитах и объема этих клеток. Отмеченные изменения указывают на наличие у животных гипохромной микроцитарной анемии. У коров, которые получали, как в начале, так и в конце опыта нет каких либо клинически значимых изменений состава крови.

Таким образом, функциональный премикс не оказывает вредного влияния на организм коров, но благоприятно влияет на показатели обмена веществ, функции печени и костного мозга, что проявилось в нивелировании риска развития анемии, гепатоза и синдрома биохимической недостаточности в полости рубца, в улучшении репродуктивных функций и увеличении молочной продуктивности.

Пример 2. Исследования по изучению эффективности применения при микотоксикозах, провели в условиях промышленного комплекса, специализирующегося на доращивании и откорме молодняка крупного рогатого скота. Объектом исследования были 900 животных в возрасте 12-15 месяцев содержащихся в типовых помещениях в групповых клетках по 18-20 голов. Их рацион соответствовал по питательности принятым нормам кормления и все корма, входящие в него, были доброкачественными за исключением кукурузы, в которой было выявлено повышенное содержание Т-2 токсина (0,85 мг/кг, норма - менее 0,1 мг/кг) и фумонизина (6,17 мг/кг, норма - не более 5,0 мг/кг), а в монокорме концентрация указанных микотоксинов составила 0,20 и 1,6 мг/кг. Из общего числа животных, задействованных в опыте, 130 голов (гр. 1, контроль) получали в базовый рацион, но 800 гол (гр 2) - помимо этого премикс в течении 10 дней в суточной дозе 0,25 г/кг и 20 дней - 0,20 г/кг. Животные получали контаминированный монокорм в течении 30 дней, в этот период они находились под постоянным наблюдением, а в 1, 10 и 30 дни у 10 голов из каждой группы отобрали пробы крови и рубцового содержимого.

Результаты наблюдения показали, что в первый день опыта в группе контроля у 3 голов констатировали бронхопневмонию средней тяжести течения, у 5 гол - энтероколит легкой степени выраженности, в группе №2 выявлены аналогичные патологии соответственное у 24 и 42 голов. В течение 10 дней опыта у всех животных из группы №1 наблюдали чередование периодов возбуждения и угнетения, а у 48 голов отмечена шаткая походка и подергивание отдельных мышц. В экспериментальной группе (гр. 2) выявили признаки возбуждения у 8 голов в первые пять дней наблюдения.

В период от 10 по 30 день опыта в контроле у 102 телят наблюдали угнетение, снижение аппетита и дрожь, помимо этого из их числа у 52 гол также фиксировали диарею, у 25 гол - бронхит или пневмонию. Из 102 заболевших животных 13 пало. В сопоставимой группе (№2) в последние 20 дней наблюдения признаки поражения желудочно-кишечного тракта имели место у 29 голов (в т.ч. 17 гол рецидив), а патология органов дыхания - у 25 гол (10 гол). Из числа больных 1 животное пало.

Результаты исследования крови и содержимого рубца представлены в таблице 2. Потребление недоброкачественного корма оказало существенное влияние на организм животных. В группе контроля наблюдается тенденция к увеличению в крови в сравнении с исходным уровнем билирубина в первые 10 дней на 45,6%, а в дальнейшем еще на 9,9%), билирубина, АсАТ на 45,5 и 65,1%, МДА на 91,0% и в 2,55 раза, ССЭ на 7,9 и 19,0%. Уровень МСМ на длине волны 237 нм оказался выше нормы в конце первой декады на 93,0%, а на заключительном этапе опыта - в 2,3 раза. В период наблюдения содержание белка уменьшило 9,9%, а показатели мочевины, несмотря на некоторое увеличение на 10 день опыта, оказались ниже исходного уровня на 40,9%. Сочетание отмеченных изменений биохимического профиля указывают на наличие в период опыта патологии печени с прогрессирующими синдромами эндогенной интоксикации, цитолиза и гепатодепрессии. Помимо этого, у телят отмечено развитие гипохромной анемии, эритроцитопении и лейкоцитопении. Представленное в таблице 2 уменьшение рН содержимого рубца, количества в его составе бактерий и инфузорий, но увеличения молекул средней массы, свидетельствует о возникновении и прогрессировании синдрома биохимической недостаточности в полости рубца с выраженными явлениями дефаунизации и локальной эндогенной интоксикации.

У телят, которые получали кормовую добавку наблюдались аналогичные по направлению, но слабовыраженные изменения изучаемых показателей.

Таким образом, очевидна метаболическая и детоксикационная активность разработанной добавки, которая проявилась в предотвращении нарушений функций костного мозга, анемии, патологии печени и синдрома эндогенной интоксикации. Представленные данные указывают на высокую эффективность сорбционно-метаболических добавок для профилактики интоксикации при возникновении риска поступления в организм животных токсических веществ с кормами или водой.

Изобретение относится к сельскому хозяйству. Предложен состав функционального премикса в виде кормовой добавки с сорбционно-метаболическими свойствами, который состоит из диатомита, бентонита, торфо-сапропелевого концентрата, силимарина и декстрина. Изобретение предназначено для профилактики кормовых отравлений и нарушений обмена веществ, снижения заболеваемости, повышения продуктивности и эффективности кормления. 3 табл., 2 пр.

Состав функционального премикса в виде кормовой добавки с сорбционно-метаболическими свойствами, характеризующийся тем, что состоит из диатомита, бентонита, торфо-сапропелевого концентрата, силимарина, декстрина, при этом компоненты содержатся в следующих количествах, мас. %:

Диатомит 37,6 Бентонит 9,4 Торфо-сапропелевый концентрат 46,4 Силимарин 1,6 Декстрин 5,0