Сравнительные характеристики бутиратов, применяемых в продуктивном животноводстве и птицеводстве
Авторы:
Люк Готхалс, генеральный директор Sanluc International n.v., Бельгия;
Анастасия Горбакова, заместитель директора по развитию в странах СНГ , Sanluc International n.v., Бельгия.
28.07.2014
Источник: SoyaNews
Введение
Сегодня не возникает сомнений в эффективности использования различных органических кислот и их солей в кормлении продуктивных сельскохозяйственных животных и птицы. Применение органических кислот позволяет решать самые разные производственные задачи.
Известно, что использование солей органических кислот представляется наиболее эффективным для решения ряда задач в птицеводстве и свиноводстве по сравнению с использованием кислот.
В этой статье речь пойдет о бутиратах – солях масляной кислоты. Бутираты можно уверенно назвать отдельным кластером кормовых добавок, которые находят свое применение в свиноводстве, птицеводстве, животноводстве и даже в кролиководстве. На сегодняшний день существуют различные технологические формы бутиратов, каждая из которых, судя по рекламе, в основном направлена на диссоциацию в определенном отделе ЖКТ животного и птицы, поскольку именно в определенных отделах ЖКТ масляная кислота либо ее соль оказывает положительное влияние.
Но все ли составы и формы одинаково эффективны? Способны ли они дойти до нужного отдела и оказывать положительное влияние на организм? Ответ на этот вопрос может быть интересен широкому кругу специалистов.
О масляной кислоте
В начале кратко охарактеризуем влияние масляной кислоты на организм животного и птицы.
Масляная кислота является природной жирной кислотой, которая образуется в толстом кишечнике в результате активности кишечной микрофлоры, ферментирующей пищевые волокна и неперевариваемые углеводы.
Основная функция масляной кислоты – это снабжение эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника энергией для улучшения метаболизма, контроля нормального развития клетки и усиления защитной роли в отношении заболеваний кишечника различной этиологии.
Кроме своей исходной функции поставщика энергии и регулятора метаболизма для здоровья слизистой оболочки кишечника, масляная кислота также оказывает важные положительные эффекты, позволяющие противостоять воспалительным процессам, которые могут возникать вследствие неблагоприятных внешних факторов: стрессы, условия содержания, инфекции и т.д.
Действие масляной кислоты можно условно разделить на три направления:
1. Биохимическое и физиологическое действие:
Однако использовать масляную кислоту в чистом виде и ждать от ее применения вышеописанных эффектов нет смысла, поскольку уже в начальных отделах кишечника кислота будет диссоциировать и, как следствие, она не будет способна доходить до кишечника.
Поэтому наиболее эффективной формой использования масляной кислоты является ее соль, имеющая такой же кислотный остаток. В бутирате два аниона кислотного остатка связаны с одним катионом кальция или натрия. Это и обеспечивает более длительную степень диссоциации соли по сравнению с масляной кислотой.
Можно отметить еще один фактор – масляная кислота (именно в виде кальциевой соли), широко применяется в лечении ряда заболеваний человека. Благодаря противовоспалительному действию, препараты на основе бутирата кальция применяют при лечении рака толстой кишки, болезни Крона (хроническое воспалительное заболевание, поражающее весь желудочно-кишечный тракт).
Различие бутиратов, состав и формы
На рынке кормовых добавок представлены две соли масляной кислоты: бутират натрия и бутират кальция. Химические формулы солей различны. У натриевой соли один катион натрия связан с одним анионом бутирата, тогда как у кальциевой соли аниона бутирата два. В связи с этим различием скорость диссоциации у этих солей разные. Бутират натрия растворяется в жидкой среде значительно быстрее, чем бутират кальция. Важно отметить, что это является существенным фактором для обеспечения прохождения бутирата до кишечника животного и птицы.
Еще одно существенное отличие бутиратов – это запах. Бутират натрия обладает ярко выраженным неприятным запахом, тогда как у бутирата кальция этот специфический запах выражен менее значительно. Для персонала и для животных это является важным фактором, хотя стоит отметить, что для свиней (особенно для молодняка) этот запах привлекателен, поскольку в молозиве свиноматки содержится около 3% масляной кислоты.
Использование бутирата натрия в чистом виде не эффективно в виду его быстрой растворимости и высокой гигроскопичности. В такой форме соль будет преждевременно начинать диссоциировать и терять кислотный остаток еще при хранении и грануляции, и окончательно растворяться в начальных отделах ЖКТ. Поэтому бутират натрия нуждается в дополнительной защите, которая должна исключить фактор преждевременного растворения.
Использование бутирата кальция в чистом виде является актуальным, поскольку более медленное растворение, низкая гигроскопичность и высокая концентрация действующего вещества обеспечивают постепенную диссоциацию в ЖКТ. Это позволяет некоторому количеству соли дойти до кишечника. Однако использование дополнительной защиты может существенно увеличить эффективность бутирата кальция при снижении количества действующего вещества.
Производители используют различные формы защиты: смешивание бутирата с неорганическими солями, закрепление бутирата на носителе, обеспечивающем пролонгированную диссоциацию, и использование масляного компонента, который также помогает частично защитить от неприятного запаха. При этом существуют различные комбинации нескольких видов защиты соли масляной кислоты.
На сегодняшний день существующие на рынке кормовые добавки на основе бутирата можно условно разделить на следующие технологические формы:
Исходя из-за особенностей систем пищеварения продуктивных сельскохозяйственных животных и птицы нельзя с уверенностью сказать, что представленные формы кормовых добавок будут одинаково эффективны, поскольку задачи, стоящие перед бутиратом и защитой будут существенно различаться. Разберем этот вопрос отдельно по отраслям.
Животноводство
Применение бутирата в животноводстве наиболее актуально для телят до 6 месяцев, поскольку в этот период сначала формируется, а затем активно развивается рубец. Соли масляной кислоты стимулируют рост ворсинок рубца, тем самым помогая их активному развитию и решению многих проблем пищеварения, связанных с отлучением от молока и последующему переходу на более грубые корма.
Таким образом наиболее важно обеспечить диссоциацию бутирата именно в рубце, но стоит отметить, что прохождение части бутирата в кишечник и его последующая диссоциация также будет оказывать свое положительное влияние. Поэтому применение бутирата эффективно в самом начальном периоде роста теленка, когда желудки только формируются и прохождение бутирата в кишечник активно стимулирует рост ворсинок слизистой оболочки.
Понятно, что с учетом особенностей работы системы пищеварения теленка требуется обеспечить пролонгированную диссоциацию бутирата с помощью защиты и исключить преждевременное растворение. Хотя стоит отметить, что именно бутират Са в чистом виде способен эффективно обеспечить решение этой задачи в виду более низкой скорости диссоциации, по сравнению с бутиратом Na. Применять же комбинацию защит в данном случае не является целесообразным, поскольку это приведет к удорожанию кормовой добавки без увеличения эффективности.
Свиноводство
Соль масляной кислоты направлена на работу в кишечнике. Там она оказывает как физиологическое, так терапевтическое и микробиологическое воздействие. Поэтому основная задача защиты – обеспечить прохождение бутирата до кишечника. В этом случае можно применять бутират Ca в чистом виде с высокой концентрацией действующего вещества или бутират Ca с меньшим количеством действующего вещества, но одним видом защиты. Бутират Na в чистом виде применять не имеет смысла, поскольку соль будет быстро диссоциировать уже в начальных отделах ЖКТ.
Птицеводство
Система пищеварения продуктивной птицы имеет свои особенности. Верхние отделы представлены ротовой полостью, пищеводом, зобом, железистым и мускульным желудками. Часть из этих органов является существенным препятствием на пути бутирата в кишечник. В связи с этим кормовая добавка на основе бутирата должна обладать целой комбинацией защит, каждая из которых должна быть предельна эффективна. Наличие одного вида защиты не позволит большей части бутирата достигнуть кишечника.
Таким образом, можно сделать вывод, что не может существовать одинакового состава кормовой добавки на основе бутирата, одинаково эффективной для различных видов животных и птицы. Для каждого отдельного вида должна быть разной не только дозировка, но прежде всего - технологическая форма.
Сравнение различных технологических форм бутиратов
В 2014 году был проведен ряд исследований различных технологических форм кормовых добавок на основе бутирата натрия и кальция.
Некоторые результаты исследований легли в основу данного сравнения. Наиболее интересным представляется сравнение бутиратов, имеющих различную защиту. Целью данного сравнения является определение наиболее эффективной комбинации защиты бутирата для применения в птицеводстве, поскольку именно в этой отрасли эффективность защиты является наиболее важным фактором.
Сравнение представлено по следующим образцам:
Следует отметить, что все исследуемые образцы являлись комбинированными гранулированными кормовыми добавками.
Среди представленных образцов наиболее ярко выраженным неприятным запахом обладал образец №1. В образцах №2 и №3 запах был не так выражен за счет наличия масляной защиты.
Исследование структуры гранул
На рисунке 1 и 2 представлены микрофотографии образцов кормовых добавок.
Рис. 1 Строение и формы микрогранул образцов, исследованных на электронном сканирующем микроскопе Phenom G2 Pro в лаборатории ООО "БИОВЕТ-ФЕРМЕНТ"
Рис. 2 Структура микрогранулы (образец №1 – поверхность, образец №2 – внутренняя структура).
При анализе полученных снимков можно сделать ряд выводов.
Образец №1 соответствует описанию технологической формы. На микрофотографии видна кристаллизованная структура смеси соли бутирата натрия и другой неорганической соли. На поверхности частицы наблюдаются незначительные сторонние включения.
Образец №2 обладает крайне ровной формой гранулы. На разрезе наблюдается рыхлая структура наполнителя, в которой распределены частицы бутирата натрия. Частица имеет оболочку толщиной до 12 мкм. Именно эта оболочка и является масляным компонентом, который должен обеспечивать защиту.
Образец №3 характеризуется крайне плотной внутренней структурой. В плотном «теле» гранулы равномерно распределены введенные компоненты. Следует отметить, что подобная структура изначально может быть более устойчива к воздействию внешних факторов. Помимо этого, данная структура характеризует микрогранулу, как частицу с высоким удельным весом, что позволяет обеспечить высокий показатель по насыпной плотности готовой формы кормовой добавки.
Исследование растворимости
Исследование на растворимость в кислых средах было проведено при следующих условиях: температура 40 С° и интенсивность перемешивания раствора на магнитной мешалке 750 об/мин. На первом этапе проводилась оценка скорости растворения при рН сред 5,5 и 3. Кислотность среды обеспечивалась 0,1 М HCl. Результаты наблюдений представлены на рисунке 3.
Рис. 3 Сравнение образцов по растворимости в кислых средах.
Наиболее интенсивное растворение показал образец №1. В течение 150 секунд наблюдалось интенсивное растворение крупных частиц. При изменении рН среды до 3 происходило полное растворение всей навески с помутнением среды. Явного выпадения осадка не наблюдалось.
Образец № 2 растворялся при различных рН не интенсивно. Для полного растворения потребовалось увеличение температуры до 65 С°. После отстаивания выпадения осадка не наблюдалось, что свидетельствует о водорастворимой основе носителя.
При исследовании образца №3 наблюдалось крайне неинтенсивное растворение. Для полного растворения потребовалось увеличение температуры жидкой среды до 90 С° и достаточно длительное время. После отстаивания наблюдалось выпадение нерастворенного осадка – носителя.
Образец №1 был дополнительно исследован на специальном анализаторе, который позволяет оценить интенсивность растворения и изменение размера часиц в жидкой среде. Было проведено четыре последовательных измерения одной и той же навески в жидкости. Результаты исследования показаны на рисунке 4.
Рис. 4 Анализ изменения размера частиц образца №1 при воздействии водной среды (исследования проводились на лазерном анализаторе размера частиц Analyzette 22 MicroTec Plus в лаборатории ООО "БИОВЕТ-ФЕРМЕНТ")
При первом измерении наблюдался относительно равномерный состав исходного образца. Последующие три последовательных измерения проводились каждые 20 секунд. Из гистограммы видно, что при измерении №2 количество более крупных микрогранул уменьшилось, а более мелких увеличилось. Это свидетельствует о начале растворения крупных частиц. При измерении №3 наблюдалось почти полное растворение крупных частиц и значительное увеличение мелких. При этом началось растворение уже и более мелких частиц (появление еще одного пика в низком диапазоне). При измерении №4 было установлено, что крупные частицы полностью растворились, и активно началось растворение мелких частиц. Полученные результаты говорят о высокой скорости растворимости образца №1 в водной среде.
Исследование температурного воздействия
Результаты опыта на растворимость показали, что наличие масляной защиты, как в виде оболочки, так и виде наполнителя, достаточно эффективно защищают от воздействия жидкой среды при невысоких температурах. Однако для образца №2 с масляной оболочкой повышение температуры жидкой среды до 65С° ускорило процесс растворения, тогда как для образца №3 с масляным наполнителем температура 90С° незначительно ускорила растворения. В связи с этим было актуально провести испытания на воздействие повышенных температур в воздушной среде, которые могут привести к разрушению масляной защиты к примеру при грануляции комбикормов.
Эксперимент проводился следующим образом: навески образца в чашках Петри помещались в сушильный шкаф на 120 секунд при температуре 65С° и на 90 секунд при 90С°. Результаты представлены на рисунках 5 и 6.
Рис. 5 Воздействие температуры 65 С° в течение 120 секунд.
Рис. 6 Воздействие температуры 90С° в течение 90 секунд.
Результаты исследований показали, что образец №3 устойчив к воздействию указанных температур в течение установленного экспериментом времени с сохранением свойства «сыпучести».
Масляная оболочка образца №2 оказалась крайне не устойчива к воздействию повышенных температур, быстро плавилась и растекалась по поверхности чашки Петри. Свойства сыпучести у образца №2 полностью пропадали уже при 65С°.
Выводы
Образец №1 - бутират Na с носителем и защитой в виде неорганической соли обладал ярко выраженным специфическим запахом, поскольку не имеет специальной защиты или компонента, способного этот запах део- или дезодорировать. Структура частиц характеризовалась как структура кристаллизованной смеси солей. Такая структура и состав не показали эффективную защиту от растворения в жидких средах при различных рН (кислой и нейтральной). Кормовая добавка имела высокую степень растворимости при различных условиях.
Образец №2 - бутират Na с носителем и масляной защитой в виде оболочки имел крайне интересную и сложную технологическую форму. Но при этом эффективность масляной оболочки при проведении исследований оказалась низкой. При воздействии повышенных температур, как в жидкой, так и в воздушной средах, эта оболочка довольно быстро разрушалась.
Образец №3 - бутират Ca с носителем и масляной защитой в виде наполнителя показал наиболее высокие результаты. Технологическая форма обеспечила отсутствие яркого выраженного неприятного запаха, который у бутирата кальция изначально менее выражен. Строение гранулы и определенное техническое решение распределения масляного компонента обеспечило устойчивость к воздействию жидких сред (в том числе кислых), а также повышенных температур, как в жидкой, так и в воздушной средах.
Конечно, нужно отметить, что во многом существенным фактором защиты является выбор для этой цели конкретных компонентов, к примеру - масла. Однако по результатам испытаний наиболее характерных для рынка образцов кормовых добавок на основе бутирата Na или Ca наиболее устойчивой явилась технологическая форма образца №3.
Таким образом, наиболее устойчивой формой для применения в птицеводстве, способной эффективно защитить соль масляной кислоты и довести ее до кишечника в значительном количестве является следующая комбинация:
- соль масляной кислоты - бутират Ca, который обладает меньшей скоростью диссоциации;
- закрепление бутирата Ca на нерастворимом носителе (лучше пористом или слоистом), который обеспечивает пролонгированную диссоциацию;
- размещение бутирата Ca на носителе в масляном компоненте, позволяющем эффективно защитить максимальное количество состава со всех сторон.
Заключение
Анализ данных, полученных в ходе исследований различных технологическим форм и решений, позволяет классифицировать существующие на рынке основные кормовые добавки на основе бутирата по своей эффективности при применении в различных отраслях.
Рис. 7 Классификация существующих технологических форм бутиратов по отраслям
* для кормов без тепловой обработки
Получить дополнительную информацию
Сегодня не возникает сомнений в эффективности использования различных органических кислот и их солей в кормлении продуктивных сельскохозяйственных животных и птицы. Применение органических кислот позволяет решать самые разные производственные задачи.
Известно, что использование солей органических кислот представляется наиболее эффективным для решения ряда задач в птицеводстве и свиноводстве по сравнению с использованием кислот.
В этой статье речь пойдет о бутиратах – солях масляной кислоты. Бутираты можно уверенно назвать отдельным кластером кормовых добавок, которые находят свое применение в свиноводстве, птицеводстве, животноводстве и даже в кролиководстве. На сегодняшний день существуют различные технологические формы бутиратов, каждая из которых, судя по рекламе, в основном направлена на диссоциацию в определенном отделе ЖКТ животного и птицы, поскольку именно в определенных отделах ЖКТ масляная кислота либо ее соль оказывает положительное влияние.
Но все ли составы и формы одинаково эффективны? Способны ли они дойти до нужного отдела и оказывать положительное влияние на организм? Ответ на этот вопрос может быть интересен широкому кругу специалистов.
О масляной кислоте
В начале кратко охарактеризуем влияние масляной кислоты на организм животного и птицы.
Масляная кислота является природной жирной кислотой, которая образуется в толстом кишечнике в результате активности кишечной микрофлоры, ферментирующей пищевые волокна и неперевариваемые углеводы.
Основная функция масляной кислоты – это снабжение эпителиальных клеток слизистой оболочки кишечника энергией для улучшения метаболизма, контроля нормального развития клетки и усиления защитной роли в отношении заболеваний кишечника различной этиологии.
Кроме своей исходной функции поставщика энергии и регулятора метаболизма для здоровья слизистой оболочки кишечника, масляная кислота также оказывает важные положительные эффекты, позволяющие противостоять воспалительным процессам, которые могут возникать вследствие неблагоприятных внешних факторов: стрессы, условия содержания, инфекции и т.д.
Действие масляной кислоты можно условно разделить на три направления:
1. Биохимическое и физиологическое действие:
- масляная кислота является источником энергии энтероцитов, ворсинок слизистой оболочки кишечника, обладает высоким содержанием энергии – 17,6 МДж/кг;
- защищает целостность слизистой оболочки кишечника, стимулирует разрастание и снижает отмирание ворсинок. Помогает в восстановлении стенок кишечника при повреждениях различной этиологии (к примеру поражения при кокцидиозе);
- увеличивает секрецию пищеварительных ферментов.
- масляная кислота стимулирует иммунную систему к специфическому иммунному ответу и замедляет воспалительные реакции;
- масляная кислота уменьшает рост и проникновение патогенных бактерий, снижает экспрессию генов, ответственных за заражение и закрепление E.Coli, Clostridium, Campylobacter и Salmonella;
- при уровне рН кишечника масляная кислота проникает в бактериальные клетки и диссоциирует, резко сокращая уровень рН в клетке. Снижение уровня рН у бактериальной клетки вызывает диссипацию энергии протона вокруг клеточной мембраны, окислению цитоплазмы, и как итог приводит к гибели клетки.
Однако использовать масляную кислоту в чистом виде и ждать от ее применения вышеописанных эффектов нет смысла, поскольку уже в начальных отделах кишечника кислота будет диссоциировать и, как следствие, она не будет способна доходить до кишечника.
Поэтому наиболее эффективной формой использования масляной кислоты является ее соль, имеющая такой же кислотный остаток. В бутирате два аниона кислотного остатка связаны с одним катионом кальция или натрия. Это и обеспечивает более длительную степень диссоциации соли по сравнению с масляной кислотой.
Можно отметить еще один фактор – масляная кислота (именно в виде кальциевой соли), широко применяется в лечении ряда заболеваний человека. Благодаря противовоспалительному действию, препараты на основе бутирата кальция применяют при лечении рака толстой кишки, болезни Крона (хроническое воспалительное заболевание, поражающее весь желудочно-кишечный тракт).
Различие бутиратов, состав и формы
На рынке кормовых добавок представлены две соли масляной кислоты: бутират натрия и бутират кальция. Химические формулы солей различны. У натриевой соли один катион натрия связан с одним анионом бутирата, тогда как у кальциевой соли аниона бутирата два. В связи с этим различием скорость диссоциации у этих солей разные. Бутират натрия растворяется в жидкой среде значительно быстрее, чем бутират кальция. Важно отметить, что это является существенным фактором для обеспечения прохождения бутирата до кишечника животного и птицы.
Еще одно существенное отличие бутиратов – это запах. Бутират натрия обладает ярко выраженным неприятным запахом, тогда как у бутирата кальция этот специфический запах выражен менее значительно. Для персонала и для животных это является важным фактором, хотя стоит отметить, что для свиней (особенно для молодняка) этот запах привлекателен, поскольку в молозиве свиноматки содержится около 3% масляной кислоты.
Использование бутирата натрия в чистом виде не эффективно в виду его быстрой растворимости и высокой гигроскопичности. В такой форме соль будет преждевременно начинать диссоциировать и терять кислотный остаток еще при хранении и грануляции, и окончательно растворяться в начальных отделах ЖКТ. Поэтому бутират натрия нуждается в дополнительной защите, которая должна исключить фактор преждевременного растворения.
Использование бутирата кальция в чистом виде является актуальным, поскольку более медленное растворение, низкая гигроскопичность и высокая концентрация действующего вещества обеспечивают постепенную диссоциацию в ЖКТ. Это позволяет некоторому количеству соли дойти до кишечника. Однако использование дополнительной защиты может существенно увеличить эффективность бутирата кальция при снижении количества действующего вещества.
Производители используют различные формы защиты: смешивание бутирата с неорганическими солями, закрепление бутирата на носителе, обеспечивающем пролонгированную диссоциацию, и использование масляного компонента, который также помогает частично защитить от неприятного запаха. При этом существуют различные комбинации нескольких видов защиты соли масляной кислоты.
На сегодняшний день существующие на рынке кормовые добавки на основе бутирата можно условно разделить на следующие технологические формы:
- бутират Na без защиты с высокой концентрацией действующего вещества,
- бутират Na с носителем и защитой в виде неорганической соли,
- бутират Na с носителем и масляной защитой,
- бутират Ca без защиты с высокой концентрацией действующего вещества,
- бутират Ca с масляной защитой,
- бутират Ca с носителем и масляной защитой.
Исходя из-за особенностей систем пищеварения продуктивных сельскохозяйственных животных и птицы нельзя с уверенностью сказать, что представленные формы кормовых добавок будут одинаково эффективны, поскольку задачи, стоящие перед бутиратом и защитой будут существенно различаться. Разберем этот вопрос отдельно по отраслям.
Животноводство
Применение бутирата в животноводстве наиболее актуально для телят до 6 месяцев, поскольку в этот период сначала формируется, а затем активно развивается рубец. Соли масляной кислоты стимулируют рост ворсинок рубца, тем самым помогая их активному развитию и решению многих проблем пищеварения, связанных с отлучением от молока и последующему переходу на более грубые корма.
Таким образом наиболее важно обеспечить диссоциацию бутирата именно в рубце, но стоит отметить, что прохождение части бутирата в кишечник и его последующая диссоциация также будет оказывать свое положительное влияние. Поэтому применение бутирата эффективно в самом начальном периоде роста теленка, когда желудки только формируются и прохождение бутирата в кишечник активно стимулирует рост ворсинок слизистой оболочки.
Понятно, что с учетом особенностей работы системы пищеварения теленка требуется обеспечить пролонгированную диссоциацию бутирата с помощью защиты и исключить преждевременное растворение. Хотя стоит отметить, что именно бутират Са в чистом виде способен эффективно обеспечить решение этой задачи в виду более низкой скорости диссоциации, по сравнению с бутиратом Na. Применять же комбинацию защит в данном случае не является целесообразным, поскольку это приведет к удорожанию кормовой добавки без увеличения эффективности.
Свиноводство
Соль масляной кислоты направлена на работу в кишечнике. Там она оказывает как физиологическое, так терапевтическое и микробиологическое воздействие. Поэтому основная задача защиты – обеспечить прохождение бутирата до кишечника. В этом случае можно применять бутират Ca в чистом виде с высокой концентрацией действующего вещества или бутират Ca с меньшим количеством действующего вещества, но одним видом защиты. Бутират Na в чистом виде применять не имеет смысла, поскольку соль будет быстро диссоциировать уже в начальных отделах ЖКТ.
Птицеводство
Система пищеварения продуктивной птицы имеет свои особенности. Верхние отделы представлены ротовой полостью, пищеводом, зобом, железистым и мускульным желудками. Часть из этих органов является существенным препятствием на пути бутирата в кишечник. В связи с этим кормовая добавка на основе бутирата должна обладать целой комбинацией защит, каждая из которых должна быть предельна эффективна. Наличие одного вида защиты не позволит большей части бутирата достигнуть кишечника.
Таким образом, можно сделать вывод, что не может существовать одинакового состава кормовой добавки на основе бутирата, одинаково эффективной для различных видов животных и птицы. Для каждого отдельного вида должна быть разной не только дозировка, но прежде всего - технологическая форма.
Сравнение различных технологических форм бутиратов
В 2014 году был проведен ряд исследований различных технологических форм кормовых добавок на основе бутирата натрия и кальция.
Некоторые результаты исследований легли в основу данного сравнения. Наиболее интересным представляется сравнение бутиратов, имеющих различную защиту. Целью данного сравнения является определение наиболее эффективной комбинации защиты бутирата для применения в птицеводстве, поскольку именно в этой отрасли эффективность защиты является наиболее важным фактором.
Сравнение представлено по следующим образцам:
- Образец №1 - бутират Na с носителем и защитой в виде неорганической соли,
- Образец №2 - бутират Na с носителем и масляной защитой в виде оболочки,
- Образец №3 - бутират Ca с носителем и масляной защитой в виде наполнителя.
Следует отметить, что все исследуемые образцы являлись комбинированными гранулированными кормовыми добавками.
Среди представленных образцов наиболее ярко выраженным неприятным запахом обладал образец №1. В образцах №2 и №3 запах был не так выражен за счет наличия масляной защиты.
Исследование структуры гранул
На рисунке 1 и 2 представлены микрофотографии образцов кормовых добавок.
Рис. 1 Строение и формы микрогранул образцов, исследованных на электронном сканирующем микроскопе Phenom G2 Pro в лаборатории ООО "БИОВЕТ-ФЕРМЕНТ"
Рис. 2 Структура микрогранулы (образец №1 – поверхность, образец №2 – внутренняя структура).
При анализе полученных снимков можно сделать ряд выводов.
Образец №1 соответствует описанию технологической формы. На микрофотографии видна кристаллизованная структура смеси соли бутирата натрия и другой неорганической соли. На поверхности частицы наблюдаются незначительные сторонние включения.
Образец №2 обладает крайне ровной формой гранулы. На разрезе наблюдается рыхлая структура наполнителя, в которой распределены частицы бутирата натрия. Частица имеет оболочку толщиной до 12 мкм. Именно эта оболочка и является масляным компонентом, который должен обеспечивать защиту.
Образец №3 характеризуется крайне плотной внутренней структурой. В плотном «теле» гранулы равномерно распределены введенные компоненты. Следует отметить, что подобная структура изначально может быть более устойчива к воздействию внешних факторов. Помимо этого, данная структура характеризует микрогранулу, как частицу с высоким удельным весом, что позволяет обеспечить высокий показатель по насыпной плотности готовой формы кормовой добавки.
Исследование растворимости
Исследование на растворимость в кислых средах было проведено при следующих условиях: температура 40 С° и интенсивность перемешивания раствора на магнитной мешалке 750 об/мин. На первом этапе проводилась оценка скорости растворения при рН сред 5,5 и 3. Кислотность среды обеспечивалась 0,1 М HCl. Результаты наблюдений представлены на рисунке 3.
Рис. 3 Сравнение образцов по растворимости в кислых средах.
Наиболее интенсивное растворение показал образец №1. В течение 150 секунд наблюдалось интенсивное растворение крупных частиц. При изменении рН среды до 3 происходило полное растворение всей навески с помутнением среды. Явного выпадения осадка не наблюдалось.
Образец № 2 растворялся при различных рН не интенсивно. Для полного растворения потребовалось увеличение температуры до 65 С°. После отстаивания выпадения осадка не наблюдалось, что свидетельствует о водорастворимой основе носителя.
При исследовании образца №3 наблюдалось крайне неинтенсивное растворение. Для полного растворения потребовалось увеличение температуры жидкой среды до 90 С° и достаточно длительное время. После отстаивания наблюдалось выпадение нерастворенного осадка – носителя.
Образец №1 был дополнительно исследован на специальном анализаторе, который позволяет оценить интенсивность растворения и изменение размера часиц в жидкой среде. Было проведено четыре последовательных измерения одной и той же навески в жидкости. Результаты исследования показаны на рисунке 4.
Рис. 4 Анализ изменения размера частиц образца №1 при воздействии водной среды (исследования проводились на лазерном анализаторе размера частиц Analyzette 22 MicroTec Plus в лаборатории ООО "БИОВЕТ-ФЕРМЕНТ")
При первом измерении наблюдался относительно равномерный состав исходного образца. Последующие три последовательных измерения проводились каждые 20 секунд. Из гистограммы видно, что при измерении №2 количество более крупных микрогранул уменьшилось, а более мелких увеличилось. Это свидетельствует о начале растворения крупных частиц. При измерении №3 наблюдалось почти полное растворение крупных частиц и значительное увеличение мелких. При этом началось растворение уже и более мелких частиц (появление еще одного пика в низком диапазоне). При измерении №4 было установлено, что крупные частицы полностью растворились, и активно началось растворение мелких частиц. Полученные результаты говорят о высокой скорости растворимости образца №1 в водной среде.
Исследование температурного воздействия
Результаты опыта на растворимость показали, что наличие масляной защиты, как в виде оболочки, так и виде наполнителя, достаточно эффективно защищают от воздействия жидкой среды при невысоких температурах. Однако для образца №2 с масляной оболочкой повышение температуры жидкой среды до 65С° ускорило процесс растворения, тогда как для образца №3 с масляным наполнителем температура 90С° незначительно ускорила растворения. В связи с этим было актуально провести испытания на воздействие повышенных температур в воздушной среде, которые могут привести к разрушению масляной защиты к примеру при грануляции комбикормов.
Эксперимент проводился следующим образом: навески образца в чашках Петри помещались в сушильный шкаф на 120 секунд при температуре 65С° и на 90 секунд при 90С°. Результаты представлены на рисунках 5 и 6.
Рис. 5 Воздействие температуры 65 С° в течение 120 секунд.
Рис. 6 Воздействие температуры 90С° в течение 90 секунд.
Результаты исследований показали, что образец №3 устойчив к воздействию указанных температур в течение установленного экспериментом времени с сохранением свойства «сыпучести».
Масляная оболочка образца №2 оказалась крайне не устойчива к воздействию повышенных температур, быстро плавилась и растекалась по поверхности чашки Петри. Свойства сыпучести у образца №2 полностью пропадали уже при 65С°.
Выводы
Образец №1 - бутират Na с носителем и защитой в виде неорганической соли обладал ярко выраженным специфическим запахом, поскольку не имеет специальной защиты или компонента, способного этот запах део- или дезодорировать. Структура частиц характеризовалась как структура кристаллизованной смеси солей. Такая структура и состав не показали эффективную защиту от растворения в жидких средах при различных рН (кислой и нейтральной). Кормовая добавка имела высокую степень растворимости при различных условиях.
Образец №2 - бутират Na с носителем и масляной защитой в виде оболочки имел крайне интересную и сложную технологическую форму. Но при этом эффективность масляной оболочки при проведении исследований оказалась низкой. При воздействии повышенных температур, как в жидкой, так и в воздушной средах, эта оболочка довольно быстро разрушалась.
Образец №3 - бутират Ca с носителем и масляной защитой в виде наполнителя показал наиболее высокие результаты. Технологическая форма обеспечила отсутствие яркого выраженного неприятного запаха, который у бутирата кальция изначально менее выражен. Строение гранулы и определенное техническое решение распределения масляного компонента обеспечило устойчивость к воздействию жидких сред (в том числе кислых), а также повышенных температур, как в жидкой, так и в воздушной средах.
Конечно, нужно отметить, что во многом существенным фактором защиты является выбор для этой цели конкретных компонентов, к примеру - масла. Однако по результатам испытаний наиболее характерных для рынка образцов кормовых добавок на основе бутирата Na или Ca наиболее устойчивой явилась технологическая форма образца №3.
Таким образом, наиболее устойчивой формой для применения в птицеводстве, способной эффективно защитить соль масляной кислоты и довести ее до кишечника в значительном количестве является следующая комбинация:
- соль масляной кислоты - бутират Ca, который обладает меньшей скоростью диссоциации;
- закрепление бутирата Ca на нерастворимом носителе (лучше пористом или слоистом), который обеспечивает пролонгированную диссоциацию;
- размещение бутирата Ca на носителе в масляном компоненте, позволяющем эффективно защитить максимальное количество состава со всех сторон.
Заключение
Анализ данных, полученных в ходе исследований различных технологическим форм и решений, позволяет классифицировать существующие на рынке основные кормовые добавки на основе бутирата по своей эффективности при применении в различных отраслях.
Рис. 7 Классификация существующих технологических форм бутиратов по отраслям
* для кормов без тепловой обработки
Получить дополнительную информацию
