Научный журнал
Научное обозрение. Биологические науки
ISSN 2500-3399
ПИ №ФС77-57454

К ВОПРОСУ О ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АКВАКУЛЬТУРЕ КАРОТИНСОДЕРЖАЩИХ ПРЕПАРАТОВ В СОСТАВЕ ИСКУССТВЕННЫХ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ ОСЕТРОВЫХ ВИДОВ РЫБ

Денисенко О.С. 1
1 ООО «Азово-Черноморский научный центр рыбохозяйственных исследований»
В статье приведены результаты исследований по определению возможности комплексного использования бета-каротинсодержащего препарата «Витатон» в составе искусственных комбикормов для осетровых видов рыб. Детально описан состав препарата «Витатон», представленный бета-каротином, токоферолом, витаминами группы В, витамином РР, биотином, пантеноловой кислотой, комплексом липидов, аминокислот, макро- и микроэлементов. Проведена оценка введения в состав искусственных комбикормов для осетровых видов рыб (русского осетра, бестера, ленского осетра и белуги) при их аквакультурном выращивании различных дозировок препарата «Витатон» в качестве источника природного бета-каротина, комплекса питательных и биологически активных веществ. Детально изучены антиоксидантные свойства испытуемого препарата и динамика содержания каротиноидных пигментов в процессе длительного хранения испытуемых комбикормов. Выявлено позитивное влияние препарата «Витатон» на сохранность липидных компонентов искусственных комбикормов, а также на резистентность младших возрастных групп осетровых видов рыб к распространенному инфекционному заболеванию – миксобактериозу. Определены оптимальные дозировки препарата «Витатон» для включения в состав комбикормов. Подтверждена эффективность препарата «Витатон» в качестве антиокислителя, детоксиканта и источника биологически активных веществ в составе искусственных комбикормов.
каротиноидные пигменты
бета-каротин
осетровые виды рыб
комбикорма
окислительные процессы
миксобактериоз
1. Пономарев С.В. Каротиноиды в питании осетровых рыб // Вестник Южного научного центра РАН. 2007. Т. 3. № 2. С. 79–85.
2. Крымов В.Г., Юрина Н.А., Максим Е.А. Производство отечественных комбикормов как стратегия повышения эффективности отрасли рыбоводства // Состояние и пути развития аквакультуры в Российской Федерации в свете импортозамещения и обеспечения продовольственной безопасности страны: материалы II Национальной научно-практической конференции (г. Санкт-Петербург, 13–15 сентября 2017 г.). СПб.: Издательство ООО «ЦеСАин», 2017. С. 68–75.
3. Крымов В.Г., Кононенко С.И., Юрина Н.А., Максим Е.А., Данилова А.А. Альтернатива зарубежным кормам в аквакультуре // Пища. Экология. Качество: труды XIV Международной научно-практической конференции (г. Новосибирск, 08–10 ноября 2017 г.). Новосибирск: издательский центр «Золотой колос» Новосибирского государственного аграрного университета, 2017. С. 315–318.
4. Карнаухов В.Н. Биологические функции каротиноидов. М.: Наука,1988. 240 с.
5. Микулин А.Е. Функциональное значение пигментов и пигментации в онтогенезе рыб. Москва, 2000. 231 с.
6. Кудинова С.П., Белая А. Биологические функции бета-каротина // Вестник ИМСИТ. 2014. № 1–2 (57–58). С. 46–49.
7. Печинский С.В., Курегян А.Г. Структура и биологические функции каротиноидов (обзор) // Вопросы биологической, медицинской и фармацевтической химии. 2013. № 9. С. 004–014.
8. Артюхова С.И., Бондарева Г.И. Биотехнология новых форм каротиноидных препаратов на основе микробного синтеза // Россия молодая: передовые технологии – в промышленность. 2013. № 3. С. 4–6.
9. Серба Е.М., Соколова Е.Н., Фурсова Н.А., Волкова Г.С., Борщева Ю.А., Курбатова Е.И., Куксова Е.В. Получение биологически активных добавок на основе обогащенной дрожжевой биомассы // Хранение и переработка сельхозсырья. 2018. № 2. С. 74–79.
10. Любина Е.Н. Влияние различных комбинаций каротиноидов, витамина А и биофлавоноидов на антиоксидантный статус, минеральный обмен и продуктивность свиней: автореф. дис. … докт. биол. наук. Боровск, 2012. 46 с.
11. Мосолова Н.И., Злобина Е.Ю., Короткова А.А., Бочков А.А. Использование новых препаратов и кормовых добавок на основе бета-каротина – инновационный подход к интенсификации производства молока // Известия Нижневолжского агроуниверситетского комплекса: Наука и высшее профессиональное образование. 2013. № 4 (32). С. 152–156.
12. Кузьминова Е.В., Семененко М.П., Кощаев А.Г., Трошин А.Н. Биологические функции каротиноидов при воспроизводстве крупного рогатого скота // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета (Научный журнал КубГАУ) № 05 (129) [Электронный ресурс]. URL: http://ej.kubagro.ru/2017/05/pdf/80.pdf (дата обращения: 09.01.2019).
13. Митрофанова М.А. Биологическая оценка использования разных каротиноидных препаратов в составе новых комбикормов при искусственном воспроизводстве осетровых рыб: автореф. дис. … канд. биол. наук. Астрахань, 2005. 23 с.
14. Кошак Ж., Долгая Д., Пономарева А., Рукшан Л. Каротиноидные пигменты для окрашивания мышц радужной форели // Комбикорма. 2018. № 6. С. 60–62.
15. Бондаренко О.А., Щербина М.А. Интенсивность питания, переваримость и эффективность использования питательных веществ комбикормов различного состава у молоди карпа при введении ?-каротина с препаратом «Витатон» // Рыбное хозяйство. 2010. № 2. С. 67–71.
16. Кудинова С.П. Стандартизация препаратов бета-каротина // Вестник ИМСИТ. 2013. № 1–2 (53–54). С. 30–32.
17. Гарбуз С.А. Получение бета-каротина с помощью Blakeslea trispora // Наука, техника и образование. 2015. № 12 (18). С. 27–29.
18. Кудинова С.П., Турченко А.Н. Опыт применения микробиологического ?-каротина // Труды Кубанского государственного аграрного университета. 2013. № 45. С. 177–179.
19. Гамыгин Е.А., Тюренков В.А., Тюренков А.А., Черных Е.Н., Чикова В.В., Денисенко О.С. Каротиноидный препарат в кормлении рыб // Комбикорма. 2004. № 3. С. 12.
20. Денисенко О.С. Эффективность использования бета-каротина в составе комбикормов для осетровых рыб: дис. … канд. биол. наук. Москва, 2005. 198 с.
21. Денисенко О.С. Влияние введения в состав комбикормов различных форм каротинсодержащего препарата «Витатон» на рост, физиологическое состояние, аккумуляцию каротиноидных пигментов и интенсивность окраски японского декоративного карпа кои // Сельскохозяйственные науки и агропромышленный комплекс на рубеже веков. 2014. № 5. С. 197–200.

Отличительным признаком аквакультуры является выращивание рыб в контролируемых условиях с использованием искусственных комбикормов при недостатке или полном отсутствии в пищевых рационах живых кормовых организмов. При разработке современных рецептур искусственных комбикормов, помимо их обязательной сбалансированности по основным питательным веществам, необходимо также уделять внимание наличию в них эссенциальных биологически активных веществ. К их числу наряду с витаминами и минеральными веществами относятся каротиноиды – природные пигменты, содержащиеся в естественной пище рыб [1–3].

Каротиноидные пигменты являются природными веществами, биосинтез которых осуществляется исключительно растениями и некоторыми микроорганизмами. Животные, в том числе и рыбы, не способны их синтезировать и должны регулярно получать с пищей, так как каротиноиды выполняют в организме целый ряд жизненно важных функций [4–6]. Многочисленными исследованиями доказано, что они принимают участие во всех основных биохимических процессах роста, развития и размножения, являются предшественниками ретинола, способствуют усвоению органических и минеральных веществ через клеточные мембраны, на молекулярном и клеточном уровне предотвращают трансформации, индуцированные окислителями, рентгеновским и ультрафиолетовым излучением, поддерживают стабильность генома и резистентность организма к мутагенезу и канцерогенезу [7–9].

Известно более 700 каротиноидных пигментов, среди которых одним из наиболее распространенных и изученных является бета-каротин. В органах и тканях рыб обнаружено около 40 каротиноидных пигментов и около 20 каротиноидов

Опыт широкого использования бета-каротина в различных отраслях животноводства [10–12] заставил более пристально исследовать возможности его применения и в аквакультуре [13–15].

Использование каротиноидных пигментов в составе специализированных рыбных комбикормов долгое время сдерживалось ограниченностью их источников. Традиционно используемые в нашей стране в 1970–1980-е гг. при производстве комбикормов продукты переработки ракообразных, несмотря на весьма впечатляющие результаты от их применения, не заняли прочного места в составе отечественных кормов, а когда их производство сократилось до критического минимума, им не нашлось замены. Пришедшие на смену естественным источникам каротиноидов синтетические препараты неплохо зарекомендовали себя. Однако из-за ежегодно возрастающей цены, а также сложившейся в последнее время неоднозначности мнений об их физиологическом действии и влиянии на здоровье очевидной является необходимость поиска альтернативных вариантов, направленного в сторону препаратов естественного происхождения.

В настоящее время на рынке кормовых добавок имеется продукт с высокой концентрацией бета-каротина, выпускаемый под торговой маркой «Витатон». Препарат «Витатон», в отличие от традиционно применяемых каротиноидов химического происхождения (астаксантина и кантоксантина), натуральный, с высоким уровнем содержания натурального β-каротина. Данный продукт является биологически активным препаратом биотехнологической переработки кукурузы грибом Blakeslea trispora с концентрацией бета-каротина около 8 %, насыщенным комплексом липидов (в том числе ненасыщенных жирных кислот), свободных и связанных аминокислот, микро- и макроэлементов, а также ряда витаминов [16–18].

Цель исследования: оценка введения в состав искусственных комбикормов для осетровых видов рыб при их аквакультурном выращивании различных дозировок препарата «Витатон» в качестве источника природного бета-каротина, комплекса питательных и биологически активных веществ, а также изучение антиоксидантных свойств испытуемого препарата и динамики содержания каротиноидных пигментов в процессе длительного хранения комбикормов.

Результаты исследования и их обсуждение

Препарат «Витатон» в сухом виде содержит 25–30 % протеина, 55–60 % липидов и 8–9 % зольных элементов.

В составе белка препарата присутствует 19 свободных аминокислот (суммарное содержание в 100 мг препарата – 1,3 мг) и 17 связанных (их суммарное содержание в 100 мг препарата – 9,1 мг). Лимитирующими аминокислотами препарата являются лизин, валин, лейцин, глутаминовая и аспарагиновая кислоты, аргинин, фенилаланин.

Фракционный состав общих липидов представлен шестью основными фракциями, среди которых преобладают фосфолипиды (18,47 % от суммы), диглицериды (15,60 %), триглицериды (19,76 %), эфиры стеринов (17,57 %). Кроме того, в состав общих липидов входят стерины (14,18 %) и свободные жирные кислоты (14,42 %).

Компонентный состав свободных жирных кислот характеризуется высоким содержанием непредельных жирных кислот олеинового, линолевого и линоленового ряда, а также присутствием ряда непредельных кислот с 20 атомами углерода – пальмитолеиновой, арахиновой и арахидоновой. Отмечено также высокое содержание стеариновой (3,64 %) и пальмитиновой (10,16 %) кислот. Остальные жирные кислоты (с числом атомов углерода от 16 до 24) присутствуют в препарате, хотя и содержатся в меньших количествах.

Особое значение имеет наличие в препарате полного набора эссенциальных элементов (кобальт, медь, хром, железо, йод, марганец, молибден, селен, цинк).

В результате анализа выявлено следующее количество витаминов в 100 г препарата: витамин Е – 27,6 ± 1,8 мг; витамин В1 – 0,195 ± 0,003 мг; витамин В2 – 0,167 ± 0,011 мг; витамин В6 – 0,89 ± 0,02 мг; витамин РР – 1,33 ± 0,01 мг; пантеноловая кислота – 3,5 ± 0,1 мг; витамин В12 – 0,0014 мг; биотин – 0,09 ± 0,004 мг.

В процессе хранения химический состав и качественные свойства комбикормов изменяются под воздействием температуры, влажности воздуха, освещенности и других факторов. Наиболее значительно изменяются липидные компоненты кормов, гидролитическое расщепление и окисление которых приводит к образованию свободных жирных кислот, перекисей и накоплению особенно токсичных продуктов вторичного окисления, например альдегидов, кетонов, оксикислот. В конечном итоге комбикорм становится непригодным, а его дальнейшее использование ведет к ухудшению физиологического состояния рыбы и резкому снижению рыбоводных результатов.

Комплекс проведенных нами ранее рыбоводно-биологических экспериментов на разновозрастных группах осетровых рыб (русский осетр, бестер, ленский осетр, белуга) показал, что ожидаемый эффект от применения препарата «Витатон» в силу его свойств оказался более значимым, чем ожидалось. Введение препарата в комбикорма способствовало значительному повышению интенсивности роста и выживаемости подопытных рыб, существенному снижению кормовых затрат, улучшению физиологического статуса культивируемых гидробионтов, значительной активации биосинтетических процессов [19–21].

Принимая во внимание антиокислительные свойства входящих в состав препарата «Витатон» бета-каротина и токоферола, можно было предположить сочетание в нем свойства ростостимулирующей добавки и ингибитора окислительных процессов, что и определило наш интерес к его апробации в опытах по увеличению сроков хранения комбикормов.

В качестве объектов исследований использовали личинок, годовиков и двухгодовиков следующих видов и гибридов осетровых рыб: русского осетра (Acipenser gueldenstaedtii), ленского осетра (Acipenser baerii), бестера (гибрид белуги Huso huso и стерляди Acipenser ruthenus) и белуги (Huso huso) в аквариальных и производственных условиях.

Результаты наших исследований показали, что при хранении комбикормов с включением в их состав препарата «Витатон» в концентрациях 400, 800 и 1250 мг/кг рациона в течение девяти месяцев наблюдались относительно более медленные отрицательные процессы окисления находящихся в корме липидов по сравнению с контролем (рис. 1–2).

den1.wmf

Рис. 1. Кислотное число экспериментальных комбикормов с введением препарата «Витатон» и базовой рецептуры комбикорма после девяти месяцев хранения

den2.wmf

Рис. 2. Перекисное число экспериментальных комбикормов с введением препарата «Витатон» и базовой рецептуры комбикорма после девяти месяцев хранения

Кислотное число за период хранения в опытных вариантах повысилось соответственно с 20,0 до 54,2–62,2 мг КОН/г жира, в контроле с 20,0 до 70,4 мг КОН/г жира. Таким образом, по мере хранения комбикорма окисленность жира возрастала, однако присутствие бета-каротина в комбикорме сдерживало процесс окисления жира, причем степень влияния определялась дозировкой препарата «Витатон».

Максимальные результаты были получены при введении в состав комбикормов 800 мг препарата/кг рациона, кислотное число при этом в конце опыта было на 1,1–14,8 % ниже, чем при введении 1250 и 400 мг препарата «Витатон». Перекисное число за первые шесть месяцев эксперимента возросло в опытных вариантах с 0,18 до 0,29–0,34 % йода, в контроле – с 0,18 до 0,44 % йода.

В конце опыта проявилась устойчивая тенденция снижения перекисного числа как в опытных комбикормах, так и в контрольных. Так, уровень продуктов окисления в кормах по истечении девяти месяцев эксперимента в опытных вариантах составил 0,22–0,26 % йода, в контроле – 0,39 % йода.

Нами также были проведены опыты по изучению влияния препарата «Витатон» на степень обогащения комбикормов каротиноидными пигментами и изменение их концентраций в процессе длительного хранения.

Введение препарата «Витатон» в состав кормов способствовало значительному увеличению в них по сравнению с базовой рецептурой уровня каротиноидов, концентрация которых зависела от дозировки препарата.

При введении в комбикорма препарата «Витатон» в количестве, адекватном 32; 64 и 100 мг бета-каротина, фактическая концентрация каротиноидных пигментов оказалась несколько ниже расчетных данных (в среднем на 11,6–22,6 %), составив соответственно 27,4; 52,2 и 89,6 мг/кг корма. Следовательно, при нормированном обогащении комбикормов бета-каротином необходимо увеличивать количество вводимого препарата на вышеуказанную величину.

Степень расходования каротиноидных пигментов в процессе хранения зависит от их концентрации в комбикормах (рис. 3).

Так, при фактической концентрации каротиноидов в 27,4 мг/кг кормосмеси их полное расходование и разрушение наблюдается через шесть месяцев хранения, при концентрации 52,2 и 89,6 мг – через восемь. Содержание каротиноидов в базовой рецептуре проанализированных образцов отечественных комбикормов находится на очень низком уровне (0,4 мг/кг корма), и через месяц пигменты полностью расходуются.

Важнейший фактор повышения эффективности аквакультуры – обеспечение эпизоотического благополучия рыбоводных хозяйств.

В ходе эксперимента в опытных и контрольных бассейнах произошла спонтанная вспышка миксобактериоза, что предоставило нам возможность исследовать эффективность препарата «Витатон» к качестве детоксиканта в течение 42 дней экспериментами на годовиках русского осетра.

При обнаружении признаков болезни в контрольных бассейнах было проведено лечебное кормление рыб окситетрациклином, в то время как в опытных емкостях такой обработки не проводилось. Применение антибиотика позволило снизить повышенную гибель рыб в контрольных бассейнах. Однако по истечении опыта у осетров, потреблявших комбикорма, обогащенные препаратом «Витатон», кумулятивная смертность была на 41,7 % меньше, чем у рыб из контроля. Выживаемость осетра в контроле по окончании опыта составила 74,5 %, тогда как у рыб, потреблявших комбикорма с добавлением препарата «Витатон», где не проводили лечение миксобактериоза – 82 %. Следовательно, введение препарата «Витатон» в состав комбикормов положительно влияет на устойчивость осетровых рыб к заболеванию миксобактериозом (рис. 4).

den3.wmf

Рис. 3. Динамика расходования каротиноидных пигментов в процессе длительного хранения комбикормов с введением в их состав различных доз препарата «Витатон»

den4.wmf

Рис. 4. Кумулятивная гибель молоди русского осетра в опыте с препаратом «Витатон»

Таким образом, насыщенность препарата «Витатон» бета-каротином, токоферолом, витаминами группы В, витамином РР, биотином, пантеноловой кислотой, комплексом липидов, аминокислот, макро- и микроэлементов позволяет рекомендовать его не только как ростостимулирующую добавку, но также в качестве источника каротиноидных пигментов, эффективного антиоксиданта, способствующего значительно более медленным процессам окисления липидов искусственных кормов, а также детоксиканта, положительно влияющего на устойчивость осетровых рыб к заболеванию миксобактериозом.


Библиографическая ссылка

Денисенко О.С. К ВОПРОСУ О ВОЗМОЖНОСТИ КОМПЛЕКСНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В АКВАКУЛЬТУРЕ КАРОТИНСОДЕРЖАЩИХ ПРЕПАРАТОВ В СОСТАВЕ ИСКУССТВЕННЫХ КОМБИКОРМОВ ДЛЯ ОСЕТРОВЫХ ВИДОВ РЫБ // Научное обозрение. Биологические науки. – 2019. – № 1. – С. 12-17;
URL: https://science-biology.ru/ru/article/view?id=1127 (дата обращения: 09.12.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074