На правах рукописи

Проскурня Марина Алексеевна

МОРФОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СТАТУС ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ЖИВОТНЫХ ПРИ СКАРМЛИВАНИИ ПИЩЕВЫХ ВОЛОКОН

МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР

03.00.13 - физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Челябинск – 2009

Работа выполнена на базе кафедры зоогигиены и морфологии сельскохозяйственных животных ФГОУ ВПО «Курганская государственная сельскохозяйственная академия им. Т.С.Мальцева»

Научный руководитель: доктор биологических наук Бурлакова Людмила Васильевна

Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор Львовская Елена Ивановна доктор биологических наук Пряхин Евгений Александрович Ведущее учреждение: ГОУ ВПО «Уральский государственный университет им. А.М.Горького»

Защита состоится - «_» 2009 г в « _ » часов на заседании диссертационного совета - Д 212.295.03 при ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет» по адресу: 454080, г.

Челябинск, пр. им. В.И. Ленина, д. 69, ауд. 116.

С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале библиотеки Челябинского государственного педагогического университета

Автореферат разослан «_»2009 г

Ученый секретарь диссертационного совета д.б.н., доцент Н.В. Ефимова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Резкое снижение количества пищевых волокон в рационе человека обусловлено индустриальной революцией, определившей массовое производство рафинированных продуктов питания. Однако такой тип питания сложился лишь на современном эволюционном этапе, по времени не сопоставимом со всей эволюцией человека. Сокращение использования в питании продуктов, содержащих клетчатку в количествах, необходимых для удовлетворения функциональных потребностей организма обусловило рост ряда заболеваний желудочно-кишечного тракта (Дудкин М.С.,1988; Геллер Б.Э., 1995; Иванова Е.А., 2000; Донская Г.А., Кулик М.В., 2007).

Перспективным направлением в решении проблемы повышения уровня клетчатки в рационе питания является использование пищевых волокон.

Пищевые волокна, благодаря водоудерживающей способности, ионообменным и комплексообразующим свойствам, ускоряют прохождение пищи по желудочно-кишечному тракту, уменьшают концентрацию и время воздействия вредных веществ, предупреждают всасывание различных токсинов, в частности, ионов тяжелых металлов и радионуклидов в организме (Полянский К.К, 2001; Донская Г.А., 2001; Донская Г.А., Ишмаметьева М.В., 2003; Зобкова З.С., 2007).

Поэтому проблема поиска и изучения доступных и недорогих источников пищевых волокон актуальна в настоящее время. Источники получения пищевых волокон разнообразны и варьируют в зависимости от климатических особенностей регионов. Для Зауралья и Западной Сибири наиболее доступными источниками пищевых волокон являются жмыхи масличных культур сибирской селекции, как вторичные продукты переработки семян масличных культур при производстве растительных масел.

В связи с вышеизложенным, выделение пищевых волокон из жмыхов масличных культур сибирской селекции и исследование их влияния на морфофункциональный статус организма экспериментальных животных является особенно актуальным и имеет важное теоретическое и практическое значение.

Цель исследования: физиологическое обоснование использования пищевых волокон масличных культур сибирской селекции как фактора, обеспечивающего повышение морфофункционального статуса организма экспериментальных животных.

В соответствии с поставленной целью определены задачи исследования:

• исследовать воздействие пищевых волокон на рост и развитие экспериментальных животных;

• определить влияние пищевых волокон на пассаж пищи по желудочнокишечному тракту, морфофункциональное состояние органов пищеварения, усвоение макро- и микроэлементов в желудочно-кишечном тракте мышей;

• изучить эффективность сорбции и выведения экотоксикантов из организма мышей при скармливании пищевых волокон;

• проанализировать воздействие пищевых волокон на морфологические и биохимические показатели крови экспериментальных животных.

Научная новизна исследования. Впервые установлена эффективность физиологического воздействия пищевых волокон масличных культур (подсолнечных, рыжиковых, льняных, сурепных, рапсовых) на интенсивность роста и развития животных; нормализацию функционирования желудочно-кишечного тракта, что подтверждается ускорением пассажа пищи путём повышения влагоёмкости кала и уменьшением времени воздействия вредных веществ на слизистую оболочку кишечника; активность дыхательной функции крови, путём увеличения концентрации гемоглобина и цветного показателя. Корреляционный анализ показал, что избирательные сорбционные свойства и степень выведения экотоксикантов из организма зависят от наличия функциональных групп, а именно, карбоксильных групп, содержащихся в пектине, фенольных групп, содержащихся в лигнине и гидроксильных групп, содержащихся в целлюлозе и гемицеллюлозе.

Теоретическая и практическая значимость работы. Результаты исследований расширяют современные представления о влиянии пищевых волокон на моторно-эвакуационную функцию желудочно-кишечного тракта экспериментальных животных. Установлена физиологическая эффективность пищевых волокон масличных культур, которая определяется фракционным составом и соотношением структурных углеводов.

Полученные данные могут быть использованы специалистами в области экологии с целью снижения негативного воздействия токсичных веществ на живой организм, а также технологами и диетологами при разработке новых рецептур комбинированных пищевых продуктов.

Проведена производственная апробация пищевых волокон масличных культур в молочной промышленности на предприятии ООО «Юргамышское молоко». Дано экономическое обоснование использования пищевых волокон при производстве комбинированных молочных продуктов.

Результаты исследований использованы при организации образовательного процесса на кафедре зоогигиены и морфологии сельскохозяйственных животных в курсе физиологии для студентов специальности 110401 – «зоотехния» в Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С. Мальцева.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Пищевые волокна масличных культур способствуют росту и развитию молодняка мышей; нормализуют функционирование желудочно-кишечного тракта, активизируя моторную функцию кишечника и ускоряя пассаж пищи; улучшают биохимические показатели крови экспериментальных животных.

2. Степень сорбции и характер выведения экотоксикантов из организма животных определяется фракционным составом пищевых волокон масличных культур.

Апробация работы. Основные положения научно-исследовательской работы доложены и получили положительную оценку на Всероссийской научно-практической конференции «Инновации молодых ученых – сельскому хозяйству» (Москва, 2005); Международной научно-практической конференции «Сто лет сибирской маслодельной кооперации» (Курган 2007);

Межрегиональной научно-практической конференции «Адаптация, здоровье и продуктивность животных» (Новосибирск, 2008); Второй Международной научно-практической конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам окружающей среды» (Челябинск, 2008).

Публикация результатов исследований. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ, в том числе 2 в ведущих научных журналах, вошедших в перечень ВАК РФ. Получен патент, регистрационный номер 2005126284/029510, 2005 г.

Структура и объем диссертации: Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы, методики исследований, собственных результатов и их обсуждения, производственной апробации, выводов, списка литературы и приложений. Материал изложен на 159 страницах машинописного текста, содержит 44 таблицы, 17 рисунков. Список использованных источников включает 170 наименований, в том числе иностранных – 25.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Работа выполнена на кафедре зоогигиены и морфологии сельскохозяйственных животных зооинженерного факультета Курганской государственной сельскохозяйственной академии им. Т.С.Мальцева в рамках разрабатываемой кафедральной темы: «Анализ и оценка экологоветеринарного состояния окружающей среды и животных в зонах техногенного загрязнения»; номер государственной регистрации 01.2. 08 127.

Результаты исследований обработаны в аккредитованных лабораториях ФГУ Станции агрохимической службы «Шадринская» (№ РОСС. RU.

0001.510226), ФГУЗ Центре гигиены и эпидемиологии по Курганской области (№ РОСС. RU. 0001.510232) в 2006 – 2008 гг.

Опыт проведен на 310 белых беспородных мышах в течение 122 дней.

Для проведения опыта использован молодняк в возрасте от 60 до 182 дней, из которых по принципу аналогов с учетом живой массы, возраста, состояния здоровья сформированы 6 групп по 50 особей в каждой. В 152-159 дневном возрасте на 60 головах проведен физиологический эксперимент.

Молодняк контрольной и опытных групп получал основной рацион, который состоял из муки кормовой пшеничной, ячменной, овсяной, муки мясокостной и кормовых дрожжей. В состав рациона опытных групп включали пищевые волокна в количестве 10% от массы корма: 1-опытной – подсолнечные ПВ, 2-опытной – рыжиковые ПВ, 3-опытной – льняные ПВ, 4опытной – сурепные ПВ, 5-опытной – рапсовые ПВ. Рационы кормления подопытных животных изокалорийные.

Исследования проведены по схеме представленной на рисунке 1.

Источники пищевых волокон - жмыхи масличных культур сибирской Определение химического Определение содержание Микробиологический состава и питательности экотоксикантов в пищевых анализ пищевых волокон Изучение эффективности физиологического влияния пищевых волокон на организм Производственная апробация пищевых волокон масличных культур в молочной Рис. 1. Общая структурная схема проведения исследований Исследовано 20 проб пищевых волокон масличных культур (подсолнечных, рапсовых, льняных, рыжиковых, сурепных), 30 проб кормосмеси, 60 проб кала экспериментальных животных, 60 проб содержимого желудка, 60 проб содержимого кишечника, 310 проб крови.

Отбор проб жмыхов масличных культур для выделения пищевых волокон проведен по ГОСТ 27262-87. Пищевые волокна выделены из жмыхов масличных культур по методике ВНИИППД (Петрушевский В.В., 1989). Содержание полисахаридов в пищевых волокнах определено по методике А.Е.Ермакова (1989).

Исследование питательности пищевых волокон включало определение:

содержания общей влаги; сырого и переваримого протеина; сырой клетчатки;

сырой золы; безазотистых экстрактивных веществ.

Исследование химического состава пищевых волокон проведено путем определения: кальция; фосфора; каротина; нитратов; пестицидов.

Определено содержание тяжелых металлов и радионуклидов в пищевых волокнах, кормосмеси, содержимом желудка и кишечника, кале:

свинца – по ГОСТ 30178 – 96; мышьяка – по ГОСТ 26930 – 86; кадмия – по ГОСТ 30178 – 96; ртути – по МУ 5178 – 90 МЗ СССР; цезия-137, стронциятория-232, радия-226, калия-40 – по ГОСТ 60692 – 2000 методом атомноабсорбционной спектрофотометрии.

Исследованы микробиологические показатели пищевых волокон:

КМАФАнМ по ГОСТ 26670 – 91; БГКП – по ГОСТ 30518 – 97/50474 – 93;

сальмонеллы – по ГОСТ 30519 – 97/50480 – 93; дрожжи и плесени – по ГОСТ 10444.12 - 88.

Прижизненная оценка роста и развития животных проведена по показателям: живой массы; прироста живой массы; среднесуточного прироста живой массы; коэффициента массового роста.

Величина затрат кормов и питательных веществ определена путем вычисления: среднесуточного потребления корма; показателя поедаемости корма; показателя эффективности усвояемости корма; коэффициента усвоения макро- и микроэлементов в желудочно-кишечном тракте;

коэффициента выделения экотоксикантов.

Исследование кала животных проводено путем изучения:

среднесуточной масса кала; влагоемкости кала; времени транзита пищи по желудочно-кишечному тракту.

Изучены морфометрические показатели органов пищеварения: масса печени, желудка и кишечника с содержимым и без содержимого; длинна кишечника.

Ежемесячный контроль над физиологическим состоянием и обменными процессами животных осуществлен по морфологическим и биохимическим показателям крови. Определено общее количество эритроцитов и лейкоцитов путем подсчета в счетной камере Горяева, содержание гемоглобина по унифицированному гемиглобинцианидному методу, скорость оседания эритроцитов методом Панченкова, лейкоцитарная формула путем микроскопии в иммерсионной среде мазков крови с дифференцированием различных форм лейкоцитов; содержание глюкозы, мочевины, холестерина, креатинина, общего белка и его фракций (альбумины,,, глобулины) путем колориметрирования. Рассчитаны:

альбумин-глобулиновый коэффициент, показатель, отражающий содержание гемоглобина в одном эритроците, цветной показатель крови.

Статистическая обработка экспериментальных данных выполнена на ПЭВМ с использованием программ Statistica 6.0, Microsoft Excel (2003) и дополнительного модуля StatPlus. Определены средние арифметические параметры изучаемых величин, установлены границы доверительного интервала выборочной средней с помощью вычисления статистической ошибки. Критерии достоверности выборочной средней определены по методу Стьюдента. Разница считалась достоверной при стандартных уровнях значимости: Р0,05; Р0,01; Р0,001. Определена корреляционная зависимость Пирсона (r), учитывающая тесноту линейной связи между характером сорбции и выведением из организма животных экотоксикантов и фракционным составом углеводов ПВ масличных культур (Лещук Г.П., 2005).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Фракционный, химический состав, питательность и экологическая безопасность пищевых волокон. Наибольшее количество целлюлозы содержится в льняных ПВ (65,4%), ГМЦ - в подсолнечных ПВ (26,2%), пектиновых веществ - в рыжиковых ПВ (13%), лигнина - в сурепных ПВ (6,9% от общей массы) (рис. 2).

Рис. 2. Фракционный состав углеводов пищевых волокон масличных культур.

Примечания: *** Р0,001 по отношению к подсолнечным ПВ, ** Р0,01; * Р0, по отношению к рапсовым ПВ.

Энергетическая ценность пищевых волокон составляет 11, (подсолнечные ПВ) - 12,4 (сурепные ПВ) МДж, содержание общей влаги колеблется от 6,22 (подсолнечные ПВ) до 12,41% (льняные ПВ), безазотистых экстрактивных веществ 37,3 (сурепные ПВ) - 54,2% (подсолнечные ПВ), сырой золы 3,0 (подсолнечные ПВ) - 7,6% (рыжиковые ПВ), сырого протеина 15,3 (подсолнечные ПВ) - 29,3% (сурепные ПВ), кальция и фосфора 4,84 (рапсовые ПВ) - 6,86 г (подсолнечные ПВ), 3, (подсолнечные ПВ) - 7,12 г (сурепные ПВ) соответственно.

Содержание тяжелых металлов в пищевых волокнах находится в пределах допустимых концентраций, соответствующих требованиям СанПиН 2.3.2.1078 – 01: свинца 0,018-0,028; мышьяка 0,025-0,03; кадмия 0,02-0,1;

ртути 0,004-0,05 мг/кг.

Содержание цезия и стронция в пищевых волокнах ниже допустимых уровней по СанПиН 2.3.2.1078 – 01 и колеблется от 0,001 (рыжиковые ПВ) до 5,36 Бк/кг (рапсовые ПВ), от 3,0 (сурепные ПВ) до 10,5 Бк/кг (рапсовые ПВ).

В незначительных количествах содержатся торий (0,001 – 1,22 Бк/кг) и радий (0,001 – 5,03 Бк/кг).

Содержание общего количества бактерий во всех исследуемых образцах не превышает допустимого уровня по СанПиН 2.3.2.1078 – 01 и колеблется от 3*103 КОЕ/г (рапсовые, рыжиковые, льняные ПВ) до 3* КОЕ/г (подсолнечные ПВ). Наличие патогенных микроорганизмов (сальмонелл, кишечной палочки, дрожжей и плесени) в пищевых волокнах масличных культур не выявлено.

Влияние пищевых волокон на рост и развитие экспериментальных животных. Среднесуточное потребление корма животными опытных групп больше на 1,4 (2-опытная) – 1,3 (5-опытная) г (Р0,001) по сравнению с контрольной. Поедаемость корма подопытными животными колеблется от 0,106±0,009 (3-опытная) до 0,123±0,015 г (1-опытная группа). Эффективность усвояемости корма у животных опытных групп в 2,4 – 1,9 раз выше, чем у контрольной (табл. 1).

1-опытная (подсолнечные 4,864±0,042*** 0,123±0,015 0,032±0, ПВ) 2-опытная (рыжиковые 4,904±0,017*** 0,117±0,016 0,040±0,009* ПВ) 3-опытная (льняные ПВ) 4,827±0,016*** 0,106±0,009 0,040±0,008* 4-опытная (сурепные ПВ) 4,843±0,116*** 0,121±0,011 0,034±0, 5-опытная (рапсовые ПВ) 4,813±0,011*** 0,120±0,011 0,033±0, *** Р0,001, * Р0, Живая масса мышей в начале опыта составила от 20,18±1,539 до 22,32±0,749 г. К концу опыта живая масса подопытных животных достоверно увеличилась до: 1-опытная – 43,28±0,581; 2-опытная – 45,44±0,873; 3-опытная – 51,20±1,651; 4-опытная – 43,96±0,702; 5-опытная – 43,54±0,586; контрольная – 35,86±0,483 г (Р0,05).

Рис. 3. Прирост живой массы подопытных животных в исследуемый период, г Примечания: **Р0,01; *Р0,05 по отношению к контрольной группе Наибольший прирост живой массы в 121-дневном возрасте отмечен у животных 3-опытной группы 11,51±1,863 г, что на 8,98 г больше, чем у мышей контрольной (Р0,01) (рис. 3).

Наибольший коэффициент массового роста у животных опытных групп от 1,84 до 1,49 отмечен в 91-дневном возрасте, у особей контрольной группы – 1,16 в 182-дневном возрасте.

Влияние пищевых волокон на морфометрические показатели органов пищеварения и транзит пищи по желудочно-кишечному тракту.

При анатомическом исследовании органов пищеварения мышей патологических изменений не выявлено. Масса желудка с содержимым колеблется от 2,000±0,644 до 1,338±0,566 г, без содержимого – от 0,563±0,213 до 0,363±0,151, кишечника с содержимым – от 4,838±0,599 до 4,100±0,438 г, без содержимого – от 2,238±0,277 до 1,867±0,524 г, длина кишечника составляет 63,63±8,733 – 68,89±6,585 см.

Пассаж пищи по желудочно-кишечному тракту, ( X ± Sx ) 1-опытная 0,712±0,002*** 0,626±0,049*** 303,4±3,748*** (подсолнечные ПВ) 2-опытная (рыжиковые 0,601±0,002*** 0,609±0,015*** 305,8±3,584*** ПВ) 3-опытная (льняные 0,714±0,001*** 0,624±0,014*** 310,0±1,333*** ПВ) 4-опытная (сурепные 0,623±0,002*** 0,601±0,035*** 301,0±2,055*** ПВ) 5-опытная (рапсовые 0,688±0,002*** 0,620±0,014*** 301,3±1,636*** ПВ) Контрольная 0,412±0,002 0,560±0,013 371,9±2, *** Р0, В эксперименте установлено, что ускорение пассажа пищи по желудочно-кишечному тракту наблюдается у животных опытных групп от 70,9 мин (4-опытная) до 61,9 мин (3-опытная) (P0,001). У животных опытных групп достоверно увеличивается среднесуточная масса сухого кала в 1,5 (2-опытная) – 1,7 раз (3-опытная), влагоемкость кала в 1,12 (1-опытная) – 1,07 раз (4-опытная) (P0,001) (табл. 2).

Таким образом, пищевые волокна «разбавляют» содержимое кишечника, ускоряют прохождение пищи по желудочно-кишечному тракту, вызывают слабительный эффект путем достоверного повышения влагоемкости кала, уменьшая при этом время воздействия вредных веществ на слизистую оболочку кишечника.

Влияние пищевых волокон на усвоение макроэлементов и микроэлементов в желудочно-кишечном тракте мышей. Повышение коэффициента усвоения минеральных веществ не имеет достоверных различий, поэтому мы можем говорить только о тенденции к улучшению усвоения макро- и микроэлементов в организме. Так, коэффициент усвоения кальция в организме увеличивается до 6,6%, меди до 4,6% и марганца до 1,6%. При включении рыжиковых и сурепных ПВ в рацион коэффициент усвоения фосфора повышается до 4,9%. Скармливание рыжиковых, льняных, сурепных и рапсовых ПВ повышает усвоение железа до 2,8%. Усвоение цинка увеличивается при потреблении рыжиковых, льняных и сурепных ПВ до 5,1% (табл. 3).

Коэффициент усвоения макро- и микроэлементов в организме 1-опытная (подсолнечные 79,6 51,0 43,6 32,1 68,9 16, ПВ) ПВ) 4-опытная (сурепные ПВ) 81,3 56,8 45,8 34,7 74,1 16, 5-опытная (рапсовые ПВ) 79,2 51,4 41,7 35,7 67,2 15, Скармливание пищевых волокон масличных культур не оказывает отрицательного влияния на усвоение макро- и микроэлементов в желудочнокишечном тракте.

Эффективность выведения экотоксикантов из организма мышей в эксперименте. При скармливании сурепных и льняных ПВ увеличивается выделение свинца из организма в 2,7-5,9 раз, подсолнечных и рыжиковых ПВ – кадмия в 2,1 – 1,8 раз, рыжиковых, сурепных и рапсовых ПВ – ртути в 12, – 9,5 раз по сравнению с контрольной группой (Р0,05) (рис. 4).

Установлена сильная статистически значимая корреляционная связь между содержанием лигнина в ПВ масличных культур и сорбцией и выведением свинца (r=0,948) и ртути (r=0,885); содержанием целлюлозы и сорбцией и выведением кадмия (r = 0,912) из организма животных.

Рис. 4. Выведение тяжелых металлов из желудочно-кишечного тракта животных с калом при скармливании пищевых волокон, мг/сутки.

Примечания: *Р0,05 по отношению к контрольной группе При скармливании подсолнечных ПВ увеличивается выделение радия из организма в 10,48 раз (Р0,05), рыжиковых – стронция и тория в 7,5 и 7, раз (Р0,001), сурепных – радия в 6,5 раз и цезия в 6,3 раза (Р0,05), рапсовых – калия в 5 раз (Р0,05) (рис. 5).

Рис. 5. Выведение радионуклидов из желудочно-кишечного тракта животных с калом Примечания: ***Р0,001; *Р0,05 по отношению к контрольной группе Прослеживается статистически значимая корреляционная связь между содержанием лигнина в ПВ масличных культур и сорбцией и выведением цезия-137 (r=0,923), радия-226 (r=0,682); пектиновых веществ и сорбцией и выведением стронция-90 (r=0,749), тория-232 (r=0,683) из организма животных.

Выявлено, что фракционный состав и, следовательно, наличие определенных функциональных групп определяют степень сорбции и характер выведения экотоксикантов из организма подопытных животных, которые в значительной мере определяются числом карбоксильных групп, содержащихся в пектине, фенольных групп, содержащихся в лигнине, и гидроксильных групп, содержащихся в целлюлозе.

Факторы неспецифической защиты в организме животных. Общее количество лейкоцитов у молодняка в течение всего периода выращивания, находится в пределах физиологической нормы, и достоверных различий не имеет. Так, число лейкоцитов у подопытных животных в 60-дневном возрасте составляет 8,8±0,158*109/л – 8,32±0,311*109/л. В период от 121 до 182-дневного возраста количество лейкоцитов снижается до 7,72±0,084*109/л – 7,12±0,130*109/л.

Период интенсивного роста мышей опытных групп сопровождается увеличением количества палочкоядерных нейтрофилов. Так в период с 91 по 159-дневный возраст их содержание колеблется в пределах от 2,8±0,119% (2опытная) до 2,1±0,124 (1-опытная). В 159-дневном возрасте, наибольшее количество палочкоядерных нейтрофилов отмечено в крови мышей 2-,4опытных групп - 2,8±0,119 и 2,6±0,146%. В 182-дневном возрасте количество палочкоядерных нейтрофилов в крови опытных животных несколько понижается (1,87±0,784 – 2,03±0,252%) (рис. 6).

палочкоядерных Рис. 6. Содержание палочкоядерных нейтрофилов в крови животных В течение исследуемого периода количество сегментоядерных нейтрофилов крови подопытных животных в пределах физиологической нормы и колеблется от 37,1±0,399% (4-опытная) в 60-дневном возрасте до 33,8±0,128% (2-опытная группа) в 159-дневном возрасте.

Содержание моноцитов, Рис. 7. Содержание моноцитов в крови животных в исследуемый период, % Количество моноцитов в крови молодняка находится в пределах физиологической нормы в течение опыта. Незначительное увеличение содержания моноцитов наблюдается в 91-дневном возрасте от 2,1±0,144 до 2,5±0,111%. В растущем организме, выселяясь из кровеносного русла, они дифференцируются, превращаясь в специализированные макрофаги формирующихся тканей и органов. Наибольшее количество моноцитов содержится в период от 121 до 159-дневного возраста у мышей 2-,4-опытных групп: 2,6±0,006% и 2,7±0,116%; 2,8±0,160% и 2,7±0,125% соответственно. К 182-дневному возрасту, концентрация моноцитов в крови подопытных животных колеблется от 1,76±0,014 до 1,92±0,013% (рис. 7).

Состояние дыхательной функции крови подопытных животных. В течение опыта содержание эритроцитов в крови животных понижается от 9,48±0,335*1012/л в 60-дневном возрасте до 7,72±0,133*1012/л к 182-дневному возрасту; уровень гемоглобина от 128,2±1,408 г/л до 97,3±2,794 г/л и цветного показателя от 1,53±0,151 до 1,12±0,171 соответственно.

Цветной показатель В 159-дневном возрасте у мышей, потреблявших рационы с рыжиковыми и сурепными ПВ, наблюдается достоверное (Р0,05) повышение содержания гемоглобина в крови до 117,1±12,028 г/л, 124,7±10,499 г/л и цветного показателя до 1,33±0,114, 1,39±0, соответственно, что сопровождается увеличением коэффициента массового роста на 0,4 – 0,3% (рис. 8).

Вероятно, установленное усиление гемопоэза можно оценить как положительное изменение в динамике показателей дыхательной функции крови на фоне повышения уровня структурных углеводов в рационе питания молодняка, сопровождающееся интенсивным ростом и развитием животных.

Содержание общего белка в сыворотке крови мышей не имеет достоверных различий, и колеблется от 50,6±41,041 г/л – 53,28±1,076 г/л в 60-дневном возрасте, до 52,98±2,266 г/л – 50,86±0,934 г/л к 182-дневному возрасту.

С 91-дневного возраста концентрация -глобулинов, включающих в свой состав железосодержащих белок трансферрин, возрастает и к 159дневному возрасту достигает наибольшего уровня – 18,1±2,497% (1-опытная) (Р0,05). В 182-дневном возрасте их концентрация снижается до 15,9±2,144% (2-опытная) – 15,6±2,011% (3-опытная). Одной из главных функций трансферрина является транспорт железа из пищеварительного тракта к месту синтеза гемоглобина. Повышение уровня -глобулинов связано с увеличением содержания гемоглобина в крови животных, потребляющих ПВ.

В 60-дневном возрасте содержание -глобулинов у подопытных животных колеблется от 14,7±0,033% до 15,6±0,916%. Наибольшая концентрация -глобулинов отмечена в сыворотке крови особей в период от 121 до 159-дневного возраста: 22,1±1,994% (5-опытная) - 24,3±2,206% (2опытная); 20,4±2,503% (5-опытная) – 24,6±1,429% (2-опытная). На 182дневном возрасте содержание -глобулинов постепенно снижается и находится в пределах нормы здоровых животных.

Изменения белкового обмена сопровождаются увеличением содержания креатинина в крови мышей 2-,4-опытных групп в 1,12 раз (рис.9).

Содержание креатинина, мкмоль/л Рис. 9. Содержание креатинина в крови животных в 159-дневном возрасте Следовательно, изменения соотношения нейтрофилов и моноцитов, белкового спектра и активизации дыхательной функции крови мышей свидетельствуют, что в ответ на воздействие качественно нового фактора внешней среды – пищевых волокон – происходит повышение уровня энергетических процессов в организме, сопровождающееся интенсивным ростом и развитием животных.

Производственная апробация использования пищевых волокон в В производственной лаборатории предприятия «ООО Юргамышское молоко» проведены исследования по изучению влияния вида пищевых волокон и их массовой доли на качество комбинированных молочных продуктов.

По мере увеличения концентрации пищевых волокон от 0,5% до 2,0% массовая доля жира в сливочном масле с подсолнечными ПВ и кефирном напитке с ПВ постепенно снижается от 74,8 до 73,0%, от 2,48 до 1,73% соответственно. Это объясняется тем, что пищевые волокна обладают жиросвязывающей способностью, благодаря наличию первичных и вторичных гидроксильных, карбоксильных и фенольных групп.

При внесении пищевых волокон в количестве от 0,5 до 1,5% исчезают посторонние привкусы и запахи, наблюдаются незначительные изменения внешнего вида и консистенции, но в больших концентрациях – от 1,7 до 2,0% они способны адсорбировать вкус и запах, присущий данному виду продукта, делая его нейтральным, и нарушать консистенцию продуктов.

Общая сумма затрат на производство сливочного масла с пищевыми волокнами увеличивается на 48 тыс. рублей, вследствие добавления подсолнечных ПВ, себестоимость 1 кг сливочного масла с пищевыми волокнами снижается до 155,7 рублей (на 26,9 руб), вследствие увеличения объема производимого продукта на 14484 кг. Сумма прибыли от реализации сливочного масла с подсолнечными ПВ увеличивается на 2703,5 тыс.

рублей, рентабельность производства – на 18%.

ВЫВОДЫ

1. Физиологическая эффективность пищевых волокон масличных культур (подсолнечный, рыжиковый, льняной, сурепный и рапсовый) определяется соотношением фракций углеводов: целлюлозы – 33; 31;

27,4; 27,4; 27 г; гемицеллюлозы – 14,2; 8,8; 7,9; 7,9; 7,3; пектиновых веществ – 4,1; 6,2; 4,2; 4,5; 4,6 и лигнина – 3,1; 2,3; 2,4; 2,9; 2,8 г на г сухого вещества соответственно.

2 Потребление пищевых волокон в количестве 10% от массы корма приводит к увеличению прироста живой массы опытных животных в 3,4 – 4,5 раз; повышению среднесуточного прироста живой массы в 2, - 2,8 раз (Р0,05); увеличению коэффициента массового роста в 1,5 раз.

3 Пищевые волокна (подсолнечные, рыжиковые, льняные, сурепные, рапсовые) оказывают выраженный физиологический эффект на среднесуточной массы сухого кала в 1,46 - 1,73 раз (Р0,001);

повышение влагоемкости кала в 1,11 раза (Р0,001); снижение времени транзита пищи по желудочно-кишечному тракту на 62 - мин (Р0,001).

4. Пищевые волокна масличных культур не оказывают отрицательного влияния на усвоение минеральных веществ в пищеварительном тракте:

повышается усвоение кальция до 6,6% при потреблении всех видов ПВ; фосфора до 4,9% при потреблении рыжиковых и сурепных ПВ;

улучшается усвоение меди до 4,6% и марганца до 1,6% при скармливании всех видов ПВ; железа до 2,8% при скармливании рапсовых ПВ; цинка до 5,1% при потреблении сурепных ПВ.

5. Установлена корреляционная связь между сорбцией и выведением экотоксикантов из организма и соотношением функциональных групп фракций углеводов пищевых волокон: свинца (r=0,948), ртути (r=0,885), цезия-137 (r=0,923), радия-226 (r=0,682) с содержанием фенольных групп лигнина; кадмия (r=0,912) с количеством гидроксильных групп целлюлозы; стронция-90 (r=0,749), тория- (r=0,683) с содержанием карбоксильных групп пектиновых веществ.

6. При скармливании рыжиковых и сурепных ПВ интенсивный рост мышей сопровождается достоверным повышением содержания гемоглобина на 15,9 – 23,5% (Р0,05) и цветного показателя крови на 33,0 – 39,0% (Р0,05).

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

В условиях дефицита грубоволокнистых составляющих компонентов пищи и неблагоприятной экологической обстановке рекомендуется использовать пищевые волокна при производстве молочных продуктов в количестве от 0,7 до 1,5% от массы продукта. Данная концентрация пищевых волокон не оказывает отрицательного влияния на физико-химические и органолептические показатели продукта. Пищевые волокна в качестве пищевой добавки рекомендуется использовать как средство для усиления перистальтики кишечника, уменьшения времени транзита пищи, облегчения процесса опорожнения кишечника, и нормализации обменных процессов в организме.

Список работ, опубликованных по теме диссертации Статьи, опубликованные в рекомендованных ВАК РФ журналах:

1. Проскурня М.А. Физиологические свойства пищевых волокон, масличных культур сибирской селекции / М.А.Проскурня, Л.В.Бурлакова // Вестник Челябинского государственного педагогического университета. – Челябинск, 2008. – С.282- 2. Проскурня М.А. Биологические свойства пищевых волокон, полученных из жмыхов масличных культур сибирской селекции / Аграрный вестник Урала. – Екатеринбург, 2008. – С.48- Другие публикации:

3. Проскурня М.А. Адаптивные реакции организма животных при скармливании пищевых волокон жмыхов масличных культур сибирской селекции / М.А.Проскурня, Л.В.Бурлакова // Адаптация, здоровье и продуктивность животных. Сборник докладов Сибирской Межрегиональной научно-практической конференции. – Новосибирск, 2008, С. 37- 4. Проскурня М.А. Исследование химического состава, питательности и микробиологических свойств пищевых волокон жмыхов масличных культур / М.А. Проскурня // Материалы международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Вклад молодых ученых в реализацию агропромышленного комплекса». – Троицк, 2007. – С. 101- 5. Проскурня М.А. Исследование фракционного состава пищевых волокон жмыхов масличных культур, используемых при производстве комбинированных молочных продуктов / М.А.

Проскурня, Л.В. Бурлакова, А.С. Архипов // Сто лет Сибирской маслодельной кооперации. Материалы Международной научнопрактической конференции. – Куртамыш, 2007. – С.123- 6. Проскурня М.А. Новые сырьевые ресурсы для производства жмыхов и получения пищевых волокон в Зауралье и Западной Сибири / М.А.Проскурня, А.П.Юн, Д.В.Бабкин // Инновации молодых ученых – сельскому хозяйству России. Сборник материалов. Часть 1. – Москва: ФГНУ «Росинформагротех», 2006. – С.231- 7. Патент «Пищевые волокна», регистрационный номер 2005126284/029510, 2005 г.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ПВ – пищевые волокна;

ГМЦ – гемицеллюлоза;

МУ – методические указания;

КМАФАнМ – количество мезофильных аэробных и факультативно анаэробных бактерий;

БГКП – бактерии группы кишечной палочки;

МДж - мегаджоули