Хвойно-энергетическая кормовая добавка для животноводства

Аннотация. Древесная зелень – многотоннажный отход лесозаготовок – является неисчерпаемым источником биологически активных веществ и может применяться в качестве кормов для животных. Разработана кормовая добавка на основе древесной зелени, повышающая эффективность молочного животноводства.
Ключевые слова: биологически активные вещества, древесная зелень, животноводство, кормовые добавки для сельского хозяйства 

Рациональное использование лесных ресурсов предусматривает утилизацию всей биомассы дерева, включая древесные отходы лесной промышленности, которые могут служить сырьем для получения многих ценных веществ. Одним из многотоннажных отходов является древесная зелень, которая, как возобновляемый источник сырья, является неограниченным ресурсом. Наличие в древесной зелени ценных биологически активных веществ и возможность получения из нее кормовых добавок для животноводства и птицеводства, лечебных препаратов и сырья для парфюмерно-косметической промышленности создает предпосылки ее комплексной переработки. Однако существующие технологии переработки древесной зелени отличаются многостадийностью, сложностью аппаратурного оформления, высокими энергозатратами, требуют значительных капитальных вложений на организацию производства. В результате продукты переработки древесной зелени (хлорофилло-каротиновая паста, хвойные экстракты, кормовая мука и др.) характеризуются высокой стоимостью. В связи с этим, весьма актуальной задачей является разработка современных технологических решений для переработки древесной зелени.

В настоящее время ценность древесной зелени как дешевого источника витаминов не вызывает сомнений. Добавление древесной зелени в рацион животных улучшает аппетит и приводит к их росту, укрепляет жизнеспособность приплода. В древесной зелени присутствует в значительном количестве хлорофилл, каротин, витамин Е, каротиноиды. Бета-каротин – провитамин А – обеспечивает рост, размножение, улучшение зрения. Хлорофилл обладает кроветворным действием при анемиях различного происхождения, а также способен восстанавливать нарушенный лейкопоэз. Препараты на основе хлорофилла обладают антимикробными свойствами. Отмечается подавление им роста туберкулезной палочки. Полученный противотуберкулезный эффект подобен действию стрептомицина.

В последние десятилетия предложены различные технологические схемы переработки древесной зелени, с получением витаминной муки, натурального сока.

Биологически активные вещества, содержащиеся в древесной зелени, экстрагируют водой или органическими растворителями. В последнем случае извлекают липофильные компоненты, основными продуктами, получаемыми на их основе, являются хлорофилло-каротиновая паста и хлорофиллин натрия.

Производство хлорофилло-каротиновой пасты состоит в измельчение древесной зелени, экстракции размельченной древесной зелени бензином, отгонки растворителя и эфирных масел из экстракта, омыления смолистых веществ 40%-ным водным раствором едкого натра и разбавления водой до 40-50 %-ной влажности. Недостатком указанных способов является неиспользование водорастворимых веществ древесной зелени, а при водном экстрагировании - липидов.

В настоящее время для извлечения биологически активных веществ из древесной зелени хвойных рекомендуют двухстадийное (последовательное) экстрагирование бензином и водой, предложен способ совмещенного водно-бензинового экстрагирования биологически активных веществ из древесной зелени. Сущность способа заключается в том, что бензин и воду используют для извлечения одновременно. При нагревании экстракционный бензин марки БР-1 и вода образуют азеотроп в паровой фазе [1, 2, 3].

Несмотря на эффективность извлечения биологически активных веществ данные технологии характеризуются существенными недостатками, а именно  многостадийность процесса обуславливает сложность аппаратурного оформления, снижение производительности, увеличение энергетических затрат; использование бензина в качестве экстрагента повышает пожароопасность производства.

В качестве экстрагентов также применяются хлорорганические растворители (трихлорэтилен, тетрахлорэтилен, четыреххлористый углевод), а также бензол. Для получения экстрактов с высоким содержанием зеленых пигментов рекомендуют использовать в качестве экстрагента трихлорэтилен и этилацетат. Эти растворители извлекают соответственно 71,3 и 88,0 % зеленых пигментов от исходного количества [4]. Однако все указанные растворители горючи и токсичны, что отрицательно сказывается на экологии и обеспечении безопасности производства.

Таким образом, существующие технологии получения биологически активных продуктов из древесной зелени характеризуются многостадийностью, сложностью аппаратурного оформления, высокими энергозатратами, образованием значительных количеств трудноутилизируемых отходов. В результате стоимость продуктов переработки древесной зелени существенно увеличивается, что обуславливает актуальность создания новых более эффективных и экономичных технологий переработки древесной зелени с целью получения биологически активных препаратов.

ООО НТЦ «Химинвест» совместно с Дзержинским политехническим институтом Нижегородского государственного технического университета (ДПИ НГТУ) и Нижегородским государственным университетом им. Н.И. Лобачевского разработана технология переработки древесной зелени, основанная на извлечении биологически активных веществ новым селективным экстрагентом на основе композиции многоатомных спиртов, что позволит получать фитобиотическую адаптогенную добавку для животноводства с новыми свойствами [5].

Предлагаемая технология является уникальной схемой производства кормовых добавок на основе древесной зелени. Производство организовано в одну стадию при низких температурах с сохранением всего комплекса содержащихся биологически активных веществ. Поэтому возникает необходимость и целесообразность в создании модульной промышленной установки, позволяющей начать производство в промышленных объемах, попутно утилизируя отходы лесоперерабатывающей промышленности.

В настоящее время отрабатывается технология переработки древесной зелени, основанной на извлечении биологически-активных веществ новым селективным экстрагентом. При этом в отличие от традиционных экстрагентов (органические растворители и вода), применяемая в технологии экстракции композиция многоатомных спиртов позволяет извлекать из древесной зелени как водорастворимые, так и липофильные вещества. Используемый экстрагент нетоксичен, позволяет улучшить эксплуатационные свойства получаемых продуктов, обладает антибактериальными свойствами, обеспечивает сохранение потребительских качеств продукции в течение продолжительного периода времени при обычных условиях хранения, предотвращает потери влаги, предупреждает замерзание. Кроме того, одностадийность и простота аппаратурного оформления позволяет реализовать технологию в виде блочно-модульных установок. В результате значительно сокращаются логистические затраты и снижается себестоимость продукции, за счет возможности их развертывания непосредственно на предприятиях по переработке древесины.

В 2012-2014 гг. был проведен научный эксперимент в условиях опытного хозяйства Аграрного института ФГБОУ ВПО «Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарева» по применению хвойно-глицериновой биологически активной добавки в кормлении коров молочного направления.

Объектом исследования служили коровы второй-третьей лактации. В исследованиях было сформировано 5 групп животных (контрольная и 4 опытных) по 5 голов в каждой согласно схеме представленной в таблице 1.

Таблица 1. Схема исследований

Формирование групп производилось по принципу аналогов с учетом происхождения, живой массы, физиологического состояния и возраста. Кормление животных проводилось согласно детализированным нормам кормления сельскохозяйственных животных.

Испытание начали за 1 неделю до прогнозируемого дня отёла и первые 70 дней лактации. Продуктивность коров впервые 80 дней лактации показана в таблице 2. 

Таблица 2. Показатели продуктивности коров

  Как видно из производственных показателей, приведенных в таблице, наиболее эффективной оказалась добавка компонентного состава древесная зелень/глицерин – 1/5, скармливаемая опытной группе № 2, хотя наивысшая жирномолочность выявлена в группе № 4 (добавка компонентного состава древесная зелень/глицерин – 1/10), что объясняется повышенным содержанием глицерина в добавке, однако удойность в этом случае снижалась.

В результате исследований периферической крови опытной и контрольной групп коров  было установлено повышение уровня гемоглобина в крови опытных животных, что являлось следствием активации метаболических процессов организма. Добавка в исследованных дозах не оказала отрицательного влияния на морфологический и биохимический состав крови животных, способствовала стимуляции процесса кроветворения: количество эритроцитов в опытных группах возросло на 1,1-3%, гемоглобина на 11-17%. Скармливание добавки способствовало снижению количества мочевины в среднем на 18,2%, что свидетельствует о положительном влиянии добавки на функционирование печени. Общий морфологический состав крови находится в пределах физиологической нормы.

На основании полученных результатов по изучению применения хвойно-глицериновой биологически активной добавки в кормлении молочных коров можно сделать следующие выводы:

- хвойно-глицериновая биологически активная добавка оказала значительное действие на удойность коров;

- скармливание добавки всех составов повысило уровень потребления корма у коров;

- использование хвойно-глицериновой биологически активной добавки компонентного состава древесная зелень/глицерин – 1/5 в количестве 22 г/гол/сутки в рамках данного испытания привело к увеличению удойности и жирности молока.

Разработка эффективных, экологичных и более дешевых отечественных кормовых добавок относится к приоритетным направлениям развития науки, технологий и техники в Российской Федерации (рациональное использование природных ресурсов, живые системы, энергетика и энергосбережение) и входит в перечень критических технологий Российской федерации: биомедицинские и ветеринарные технологии жизнеобеспечения и защиты человека и животных; технологии экологически безопасного ресурсосберегающего производства и переработки сельскохозяйственного сырья и продуктов питания.

"Работа выполнена в Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского при поддержке Министерства образования и науки РФ (договор № 02.G25.31.0119)"

Ссылки на источники
1. A.c. № 68796 СССР. Способ комплексной переработки хвои; Заявл. 24.03.42. Опубл. 1947.
2. A.c. № 75486, СССР. Способ приготовления лечебной, содержащей хлорофилл и каротин, пасты из хвои; Заявл. 23.03.45. Опубл. 1949.
3. Ягодин В.И., Кокшаров A.C., Антонов В.И., Орлова Н.И. Технология получения эфирного масла при комплексной переработке древесной зелени //Эфирные масла древесных пород. - Красноярск: Изд. КГТА, 1981.- С.51-53.
4. Ладинская С.И., Медников Ф.А. Выбор растворителя для экстракции зеленых пигментов из древесной зелени //Лесохимия и подсочка: Обзор, информ. /ВНИИПЭИлес-пром. — М. -1974. - № 3, С. 10-11.
5. Заявка на изобретение № 2013125728 от 5.06.2013. Хвойно-энергетическая добавка. Короткий В.П., Рыжов В.А., Турубанов А.И., Рощин В.И., Баюнова Е.А., Прытков Ю.Н., Рыжова Е.С.  

Ryzhov Victor Anatolyevich,
head of department of JSC NTTs Himinvest, Nizhny Novgorod
Ryzhova Elena Semenovna,
Candidate of Chemistry, the associate professor of special technologies and examination of food Nizhny Novgorod institute of technologies and management (branch) of FGBOU VPO "Moscow State University of technologies and management of K.G. Razumovsky (The first Cossack university)", Nizhny Novgorod
Korotkiy Vasily Pavlovich,
director of JSC NTTs Himinvest, Nizhny Novgorod
Esipovich Anton Lvovich,
Candidate of Chemistry, N.I. Lobachevsky State University of Nizhni Novgorod.
Kazantsev Oleg Anatolyevich,
the Doctor of Chemistry, professor of Technology of Organic Substances chair of the Dzerzhinsk polytechnical institute (branch) of the Nizhny Novgorod state technical university of R. E. Alekseev
Zenkin Alexander Sergeyevich,
the Dr.Sci.Biol., professor, the manager of chair of veterinary pathology of the Mordovian state university of N. P. Ogarev, Saransk 
Coniferous and power feed additive for animal husbandry
Summary. Wood greens – large-tonnage withdrawal of logging – are an inexhaustible source of biologically active agents and can be applied as forages to animals. The feed additive on the basis of wood greens increasing efficiency of dairy animal husbandry is developed.
Keywords: biologically active agents, wood greens, animal husbandry, feed additives for agriculture