Способ определения уровня меди в мышечной ткани крупного рогатого скота голштинской породы Российский патент 2025 года по МПК A61D99/00 G01N30/72 G01N33/48 

Изобретение относится к животноводству, экологии, ветеринарии и предназначено для использования в качестве теста по оценке уровня меди в мышцах крупного рогатого скота голштинской породы.

Медь является необходимым микроэлементом для нормальной жизнедеятельности животных и растений. Она входит в состав более 30 медьсодержащих белков и ферментов, играющих важную роль в ускорении процессов обмена, усилении тканевого дыхания, ускорении процесса окисления глюкозы. Вместе с железом она играет важную роль в кроветворении. Медь активирует реакцию образования гема крови. Образование этого комплекса снижает энергию активации реакции синтеза гемоглобина. Основные медьсодержащие ферменты: оксигеназы и гидроксилазы. К оксидазам относится такой важный дыхательный фермент как цитохромоксидаза, который катализирует завершающий этап тканевого дыхания. Церулоплазмин, как медьсодержащий белок плазмы крови, катализирует окисление железа, участвуя в кроветворении. Кроме того, он выполняет транспортную функцию, регулирует баланс меди и обеспечивает выведение ее избытка из организма [1].

Необходимо идентифицировать и контролировать уровень меди в организме животных, так как ее дисбаланс может привести к заболеваниям, что в свою очередь будет сказываться на качестве получаемой продукции.

Существует способ определения меди в мясе крупного рогатого скота [2]. Но данный метод позволяет определить концентрацию меди в мышечной ткани уже убитых животных или подразумевает выполнение биопсии, что сопряжено с трудностями. Также известен метод определения меди в мышцах рыбы по концентрации меди в чешуе [3] и в печени овец по содержанию тестостерона и эстрадиола в сыворотке крови животных [4]. Однако данные методы подходят только для рыб вида Stizostedion lucioperca и овец романовской породы, соответственно.

Оценка прототипа [2] не продемонстрировала признаков сходства с предлагаемым способом по субстрату для исследования. Представленное решение отличается неинвазивностью и возможностью получения результатов прижизненно.

Технической задачей изобретения является оценка количества меди, содержащегося в мышцах крупного рогатого скота голштинской породы после проведения химического исследования волоса, полученного от живых животных, и определения в нем такого химического элемента, как железо, для этого используется уравнение регрессии.

Поставленная задача реализуется с помощью определения уровня железа в волосе крупного рогатого скота с дальнейшим расчетом концентрации меди в мышцах, пользуясь уравнением регрессии: x = 1,0 – 0,0022 × y, где x – это содержание меди «мг/кг» в мышцах, y – содержание железа «мг/кг» в волосе.

Пример выполнения

Пробы волоса были взяты у бычков голштинской породы в возрасте 16-18 месяцев. Животные до 6 месяцев содержались в технологических условиях характерных для молочного скотоводства, далее до конца выращивания бычки содержались групповым способом на глубокой несменяемой соломенной подстилке. Содержание соответствовало зоогигиеническим и ветеринарно-санитарным требованиям для крупного рогатого скота. Кормление было полноценным, нормированным. Фронт кормления и поения, показатели микроклимата были типовыми для вида и возраста животных. Рационы изменялись в зависимости от возраста и живой массы бычков, плановый среднесуточный прирост составлял 800-1000 г. Поение осуществлялось из собственных источников хозяйственно-питьевого водоснабжения второго класса с устранением отклонений до требований СанПиН 2.1.4.1074-01. Крупный рогатый скот был вакцинирован в соответствии с планом ветеринарных мероприятий.

Необходимо отобрать пробы длинных терминальных волос у животных. Далее их навеску массой не менее 2 г погружают в лабораторный стакан объемом 50 мл с водой, температурой от плюс 40 до плюс 60°С, на 2-3 часа. По истечении указанного времени воду сливают, а лабораторный стаканчик помещают под проточную воду с большим напором, и проводят отмывание волос до исчезновения видимых загрязнений, разбивая их стеклянной палочкой. Затем пробу заливают бидистиллированной водой, а стаканчик с ней помещают в ультразвуковую ванну (рабочая частота 35 кГц) на 60 минут. По истечении указанного времени воду сливают, пробу заливают 40%-ным этиловым спиртом и снова помещают на 60 минут в ультразвуковую ванну. Затем спирт сливают, пробу заливают бидистиллированной водой и снова подвергают очистке в ультразвуковой ванне в течение 1 часа. Пробу высушивают в сушильном шкафу при 40°С.

Для анализа взвешивают навеску массой 100 мг и помещают в кварцевую чашку. Чашку с навеской пробы ставят в холодную кварцевую печь. Температуру печи поднимают до 250°С. Пробу выдерживают при данной температуре 15 минут. Затем температуру поднимают до 450°С и выдерживают 15 минут. Пробу оставляют в печи остывать до комнатной температуры. После обугливания проба перетирается в кварцевых чашках до состояния порошка черного цвета. Затем из подготовленной пробы отбирают навеску массой 10 мг и смешивают с 50 мг графитового порошка и 40 мг спектроскопического буфера (15% хлорид натрия и графитовый порошок). Непосредственно для анализа отбирают 20 мг из полученной смеси.

Содержание железа в волосе определяется с помощью атомно-эмиссионного спектрального анализа с использованием двухструйного дугового плазмотрона «Факел» и многоканального атомно-эмиссионного спектрометра «Гранд» производства ООО «ВМК-оптоэлектроника» (Россия).

Для анализа мышечной ткани используется атомно-абсорбционный спектрофотометр Perkin Elmer 360 (США). Пробоподготовка для атомно-абсорбционного анализа происходит в следующей последовательности:

1. Посуда после мойки в мыльном растворе промывается водопроводной водой и ополаскивается бидистиллированной водой, затем сушится.

2. Пробы весом 100 г измельчаются до однородной массы, затем высушиваются в печи при температуре 60-70°С около 12 часов до постоянной массы.

3. Из полученного сухого остатка отвешивается 3 г, которые озоляются в муфельной печи при температуре 500-550°С. Через 10-15 часов минерализация заканчивается, зола приобретает серый или белый цвет.

4. После этого пробы остывают при комнатной температуре.

5. Полученный зольный остаток массой 3 г растворяется в 3-х мл 50% соляной кислоты.

6. Пробы нагреваются на электроплите для получения сухого остатка, затем он переносится в колбу путем разведение в 25 мл дистиллированной воды.

Полученный готовый раствор исследуется на содержание меди.

Данные по содержанию меди в мышечной ткани и железа в волосе представлены в таблице 1. Уровень железа характеризуется высокой фенотипической изменчивостью, а уровень меди - относительно низкой. Соотношение крайних вариант составило 1:15 и 1:21, соответственно. На установленные значения можно предварительно ориентироваться как на нормативные для данного вида и породы животных в условиях Западной Сибири.

Табл. 1 - Содержание химических элементов в мышечной ткани и волосе голштинских бычков, мг/кг

Химический элемент ±S Q₁ Q₃ IQR Lim Cu _{мышечная ткань} 0,97±0,09 0,55 0,90 0,35 0,1-2,1 Fe _волос 123,80±13,00 66,50 157,90 91,40 19-290

±S – средняя арифметическая и ошибка средней; Q 1 и Q 3 - первый и третий квартиль; IQR - интерквартильный размах; Lim - максимальное и минимальное значение.

В табл. 2 показана корреляция средней силы между уровнем меди в скелетной мускулатуре и железа в волосе крупного рогатого скота голштинской породы.

Табл. 2 - Ассоциации между содержанием меди в мышечной ткани и железом в волосе голштинских бычков

Коррелирующие признаки n r±Sr x= a + b × y Cu _{мышечная ткань} - Fe _волос 32 -0,561±0,151 x = 1,0 - 0,0022 × y

r±Sr - коэффициент корреляции и ошибка коэффициента корреляции, x= a + by - уравнение регрессии.

На этой основе строится модель прогноза концентрации меди в мышечной ткани: x = 1,0 - 0,0022 × y, где x - это содержание меди «мг/кг» в мышцах, y - содержание железа «мг/кг» в волосе. Она оценена с помощью коэффициентов регрессионной модели, все они по отдельности статистически достоверны (P<0,001), как и сама модель в целом, так как значение F-статистики составило 16,9 (P < 0,001), распределение остатков соответствовало нормальному.

Использование представленной регрессионной модели позволяет прижизненно у бычков голштинской породы прогнозировать содержание меди в мышечной ткани, установив концентрацию железа в волосе животных.

Данный способ дает возможность прижизненно и неинвазивно оценивать такой параметр интерьера животных, как содержание меди в мышечной ткани крупного рогатого скота, используя только волос, как предмет исследования.

Источники информации:

1. Айдарова Ф.Р. Биологическая роль меди и обнаружение меди в фармацевтических препаратах / Ф.Р. Айдарова, О.В. Неелова // Успехи современного естествознания.- 2011.- № 8.- С. 221-222.

2. ГОСТ 26931-86. Сырье и продукты пищевые. Методы определения меди.- М: Стандартинформ, 2010.- 10 с.

3. Пат. № RU 2555518 C1 Российская Федерация, МПК G01N 33/48, G01N 33/12. Способ определения содержания меди в мышечной ткани рыбы / Короткевич О.С., Миллер И.С., Коновалова Т.В. и др.; заявитель и патентообладатель Новосибирский государственный аграрный университет.- № 2014131162/15; заявл. 28.07.2014; опубл. 10.07.2015.

4. Пат. № 2765236 C1 Российская Федерация, МПК G01N 33/53. Способ оценки содержания меди в печени овец/ Саурбаева Р.Т., Андреева В.А., Климанова Е.А. и др.; заявитель и патентообладатель Новосибирский государственный аграрный университет.- № 2021106117; заявл. 09.03.2021; опубл. 26.01.2022.

Изобретение относится к ветеринарной медицине, а именно к клинической и лабораторной диагностике. Осуществляют отбор волоса у крупного рогатого скота. Затем выполняют атомно-эмиссионный анализ, оценивая уровень железа в волосе, и рассчитывают содержание меди по оригинальной формуле. Способ позволяет прижизненно и неинвазивно определить содержание меди в мышечной ткани по содержанию железа в волосе, что в свою очередь дает возможность избежать заболеваний, связанных с дисбалансом меди. 2 табл., 1 пр.

Способ определения содержания меди в мышечной ткани крупного рогатого скота голштинской породы, отличающийся тем, что осуществляют отбор волоса у животного данного вида, выполняют атомно-эмиссионный анализ, оценивая уровень железа в волосе, и рассчитывают содержание меди, пользуясь уравнением регрессии: x = 1,0 – 0,0022 × y, где x – это содержание меди «мг/кг» в мышцах, y – содержание железа «мг/кг» в волосе.