www.diplomrus.ru ® Авторское выполнение научных работ любой сложности – грамотно и в срок Содержание Введение 51 Цель и задачи исследований 62 Обзор литературы 92.1 Биологические, физико-химические и технологические свойства лекарственных растений, используемых при откорме бычков 92.1.1 Подсолнечник 92.1.2 Лен 112.1.3 Рябина обыкновенная 122.2 Использование пектинсодержащего сырья при откорме молодняка крупного рогатого скота 14 2.2.1 Производство и использование пектина 142.3 Лазеры и их использование 202.3.1 О разработках информационных технологий 242.3.2 Q пионерах магнитолазерных технологий 252.3.3 Механизм воздействия низкоинтенсивного лазерного излучения 292.3.4 Механизм сочетанного действия низкоинтенсивного лазерного излучения и постоянного магнитного поля 312.3.5 Показания к лазерной терапии 332.3.6 Особенности воздействия импульсного лазерного излученияна биоткани 342.4 Использование лазерных технологий в ветеринарной медицине 372.4.1 Лечение маститов 372.4.2 Лечение и профилактика бронхопневмонии у молодняка сельскохозяйственных животных 392.4.3 Лечение гипофункции яичников у коров 412.4.4 Гиполактия и агалактия у свиней 412.5 Использование лазерной технологии в животноводстве 422.6 Заключение по обзору литературы 443 Результаты исследований 463.1 Материал и методы исследований 463.2 Откорм бычков с добавлением к рационам лекарственных культур3.3 Влияние скармливания лекарственных культур и надвенного облучения крови на динамику роста бычков 503.4 Влияние скармливания лекарственных культур и магнитола-зерной терапии на содержание тяжелых металлов в тканях и органах бычков 643.4.1 Влияние скармливания лекарственных культур и магнитола-зерной терапии на содержание тяжелых металлов в мясе бычков 643.4.2 Влияние различных факторов на содержание тяжелых металлов в крови 783.4.3 Содержание тяжелых металлов в паренхиме печени при влиянии различных факторов 903.4.4 Содержание тяжелых металлов в стенке рубца 983.4.5 Динамика содержания тяжелых металлов в стенке прямой кишки 1093.4.6 Содержание тяжелых металлов в почках 1173.5 Влияние скармливания лекарственных культур и НИМЛИ в области яремной вены на выведение тяжелых металлов из организма 1244 Экономическая эффективность применения лекарственных культур при силосно-сенном типе откорма бычков и НИМЛИ на область яремной вены (производственная проверка результатов исследований) 1275 Заключение 1316 Выводы 1347 Предложения производству 13 7 Библиографический указатель использованной литературы 138 Приложения 155 Введение ^ ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЙОсновной целью исследований являлось определение влияния скармливания бычкам муки лекарственных культур (стебли подсолнечника, семена льна-долгунца и плоды рябины красной) и дифференцированного низкоинтенсивного магнитолазерного излучения в области яремной вены на интенсивность роста, откормочные качества и содержание тяжелых металлов в продуктах скотоводства.В связи с этим поставлены следующие задачи:определение содержания тяжелых металлов в кормах, в воде питьевой и лекарственных культурах;определение влияния силосно-сенного типа откорма некастрированных бычков черно-пестрой породы на интенсивность роста и откормочные качества;установление влияния скармливания бычкам муки лекарственных культур (стеблей подсолнечника, семян льна-долгунца и плодов рябины красной) с последующим дифференцированным низкоинтенсивным маг-нитолазерным излучением (НИМЛИ) ИК - спектра в области яремной вены на содержание тяжелых металлов в тканях и внутренних органах;выявление закономерностей загрязнения организма бычков тяжелыми металлами, интенсивности перехода их в ткани и внутренние органы из рационов кормления;установление влияния кормового и электрофизиологического факторов на выведение тяжелых металлов через желудочно-кишечный ipuKi и почки;определение экономической эффективности использования лекарственных культур при откорме бычков.Тема является составной частью государственной научно-технической программы МСХ РФ (госрегистрационные номера 372-36 2 ж; 95 -34 -2 ж), единого заказ1 - наряда Минобразования и наукиРФ(129.99Ф - фундаментальные науки), тематического плана НИР ГО-УВПО « Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого» (регистрационный номер 1.140.97Д).Научная новизна. Впервые установлено влияние скармливания бычкам муки стеблей подсолнечника, семян льна-долгунца и плодов рябины красной (дикорастущей) при силосно-сенном типе откорма с последующим дифференцированным низкоинтенсивным магнитолазерным излучением ИК - спектра в области яремной вены на интенсивность роста и откормочные качества, использование обменной энергии рационов при разных уровнях среднесуточных приростов живой массы.Впервые определено влияние кормового и электрофизиологического факторов на содержание тяжелых металлов в тканях и внутренних органах бычков при силосно-сенном типе откорма в зоне техногенного загрязнения.Теоретическая и практическая значимость работы. Показана целесообразность применения лекарственных растительных культур (в виде муки стеблей подсолнечника, семян льна-долгунца и плодов рябины красной (обыкновенной)) при последующем двухкратном воздействии НИМЛИ в области яремной вены для повышения качества откорма некастрированных бычков черно-пестрой породы.Полученные при проведении экспериментальных исследований материалы использованы технологами по производству и переработке мяса говядины в структурных подразделениях подсобного хозяйства ОАО «Акрон» Новгородской области.Материалы по применению данных лекарственных культур при силосно-сенном типе откорма бычков используются в учебных курсах «Кормление сельскохозяйственных животных», «Сельскохозяйственная экология» в институте сельского хозяйства и природных ресур-сов ГОУВПО «Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого».Основные положения диссертации, выносимые на защиту:степень загрязненности кормов, лекарственных растений и рационов бычков на откорме тяжелыми металлами;влияние скармливания лекарственных культур при силосно-сенном типе откорма и последующего дифференцированного воздействия НИМ-ЛИ в области яремной вены на использование обменной энергии рационов при разных уровнях среднесуточных приростов живой массы бычков, содержание тяжелых металлов в тканях, внутренних органах и продуктах выделения.Апробация работы. Основные положения диссертационной работы доложены, обсуждены и одобрены на научно-практических конференциях с международным участием в ГОУВПО «Новгородский госуниверситет имени Ярослава Мудрого» (Великий Новгород, 2002 — 2003 гг), в структурных подразделениях подсобного хозяйства ОАО «Акрон» (2002 - 2004 гг). Всего опубликованных работ - 17, по теме диссертации - 5.Реализация результатов исследований. Мука лекарственных растений (плодов рябины обыкновенной, красной, стеблей подсолнечника и семян льна-долгунца) в смеси с комбикормом использовалась при силосно-сенном типе откорма бычков в подсобном хозяйстве ОАО «Акрон» Новгородской области (подтверждается документально).Структура и объем диссертации. Диссертационная работа изложена на 195 страницах компьютерного набора, содержит 26 таблицы, 3 рисунка и 20 приложений. Состоит из введения, обзора литературы, материалов и методов исследований, собственных исследований, выводов и предложений производству. Список литературы включает 150 наименований, в том числе 14 на иностранных языках.^ 2 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ2.1 Биологические, физико-химические, фармакологические и технологические свойства лекарственных растений, используемых при откорме бычков2.1.1 ПодсолнечникВозделывают в России как масличную культуру. Семена его содержат жира 50 - 60 %. По количеству добываемого из семян масла подсолнечник занимает первое место среди масличных культур, а по вкусовым качествам подсолнечное масло считается одним из лучших. В большом количестве оно перерабатывается в маргарин, а худшие сорта масла идут на технические цели. Зола, получаемая при сжигании стеблей подсолнечника, богатая калием, используется для производства поташа, а также как калийное удобрение. Подсолнечник имеет большое кормовое значение. Получаемый при переработке семян жмых содержит 40,5 % сырого протеина и считается весьма хорошим концентрированным кормом для животных, особенно для молочного скота. Благодаря облиствен-ности некоторые его сорта дают большие урожаи зеленой массы, которая идет для приготовления силоса. При правильной агротехнике подсолнечник дает зеленой массы 500 - 600 ц^ыше с 1 га, он очень хорошо силосуется в смеси с другими растениями. Силос из подсолнечника содержит легкопереваримые белки, углеводы и витамины, обладает высокой питательностью. Скармливание его в смеси с другими кормами повышает продуктивность животных. Подсолнечник возделывают повсеместно — от Белого до Черного моря и от Прибалтики до Приморского края. На юге и юго-востоке России и в Западной Сибири подсолнечник выращивают как масличную культуру (на зерно) и на силос, а в Нечерноземной зоне главным образом на силос.10Ботанические и биологические особенности. Подсолнечник (Helian-thus annuus L.) - однолетнее растение семейства сложноцветные. Стебель достигает в высоту 3 м и более, содержит внутри сочную мясистую ткань, губчатую сердцевину. Листья крупные, очередные, сердцевидные, сидят на длинных черешках, обильно покрыты волосками. Цветки собраны в крупные соцветия корзинки. Цветков в корзинке несколько сотен, они бывают язычковые и трубчатые: язычковые оранжево - желтые расположены по краю корзинки в один или несколько рядов, не плодоносят, служат лишь приманкой для насекомых; трубчатые, заполняющие всю середину корзинки, обоеполые, плодоносящие. Плод - семянка, удлиненная, клиновидно заостряющаяся книзу. Внутри ее находится семя, а снаружи она покрыта твердой кожурой. Корневая система подсолнечника состоит из главного стержневого корня, проникающего в почву на глубину 1,5 - 2 м, а также большого количества придаточных боковых корней. Семена подсолнечника прорастают при 4-6 °С, но более интенсивное прорастание наблюдается при 8 - 10°С. всходы хорошо переносят кратковременные весенние заморозки до 4 - 5°С, что дает возможность высевать подсолнечник ранней весной. Потребность подсолнечника в тепле после появления всходов возрастает, развитие и рост при повышенной температуре проходят более интенсивно. Подсолнечник засухоустойчивое растение, однако, количества потребляемой им воды за период вегетации велико. Мощная корневая система дает возможность подсолнечнику наилучшим образом использовать почвенную влагу и бороться с засухой. Вегетационный период подсолнечника колеблется от 75 до 140 дней, i a-кое колебание в длине вегетационного периода зависит от многих причин: различие между формами и сортами, особенности года, климатические условия и т. д. Например, высокая температура и низкая влажность воздуха и почвы значительно сокращают вегетационный период.112.1.2 ЛенЛен - одно из древнейших культурных растений. Лен и семейство льновых всегда особо почитали на Руси, а в Египте, Сирии и Палестине его целебные свойства оценили за 5 тысяч до н. э. В настоящее время во всем мире снова растет интерес к этому уникальному продукту. И в Европе, и в Америке его все больше и больше употребляют в пищу, можно сказать. Он стал частью культуры питания. В 1994 году годовой объем потребления льняного семени в Соединенных Штатах Америки оценивается в 5000-7000 тонн при потенциальном увеличении спроса в 8-10 раз. По некоторым данным, в Германии в производстве хлебопекарной продукции и для приготовления различных блюд ежегодно используется более 60 000 тонн льняного семени. В среднем это составляет около 1 кг на 1 человека в год или 2,5 грамма в день. Состав и влияние семени льна на организм человека изучаются учеными многих стран. Результатом стали рекомендации на уровне министерств здравоохранения (например, Канады и США) об обязательном ежедневном употреблении семян льна в пищу. В Канаде даже льняное семя рассматривается как отдельный вид продукта питания, а не как пищевая добавка. Семена льна содержат большое число компонентов, помогающих защищать человеческое тело от сердечно-сосудистых, онкологических и других заболеваний, и, кроме того, в такой же мере, содержащиеся в них волокна успешно регулируют время пребывания пищи в кишечнике стимулируют всю желудочно- кишечную деятельность (лаксацию), что важно для людей пожилого возраста, у которых наблюдается склонность к запорам, вызванная снижением физической активности, недостатком растительной клейковины и употреблением некоторых лекарственных препаратов. Семя льна можно добавлять в домашнюю выпечку, использовать в йогуртах, блюдах из зерновых продуктов и салатах. Семена льна богаты протеинами, жирами, клейковиной и диетической клетчаткой. Каждый из этих компонентов12вносит свой вклад в ценность пищевого рациона. Основными действующими веществами, содержащимися в семени льна, являются: протеины, полисахариды; растительные волокна (лигнаны); полиненасыщенные жирные кислоты (сс-линоленовая и др.), витамины А, В, Е, F.Мука из семени льна содержит минеральные вещества, ферменты, стероидные гормоны. Оказывает регулирующее действие на секреторную и моторную функции кишечника, что обусловлено наличием гликозида линамарина. Это относит семена льна к мягким слабительным. Содержащиеся в семени льна слизистые вещества покрывают слизистую предохраняющим слоем и обладают противовоспалительным действием при заболеваниях желудочно-кишечного тракта и дыхательных путей. Благодаря этому слизистая масса, получаемая из семени льна, полезна при диареях.2.1.3 Рябина обыкновеннаяДерево или кустарник высотой до 15 м с негустой округлой кроной. Растет в подлесковом ярусе лиственных и смешанных лесов, на полянах, в оврагах, вдоль дорог, по берегам рек. Широко культивируется как неприхотливое декоративное растение для украшения фасадов домов, скверов, парков. Кора на стволе и скелетных ветвях — серая, гладкая, на молодых веточках — вначале опущенная, потом становится блестящей, серовато - бурой или серой. Листья очередные, непарноперистые с 9 — 15 продолговатыми или ланцетными остропильчатыми листочками, сверху — темно — зеленые, снизу — сизоватые, опущенные. Цветет в мае - июне. Цветки белые, в густых щитковидных соцветиях, с неприятным запахом триметиламина, напоминающим запах конского навоза. Плод - съедобное сочное ярко - оранжевое «яблоко» шаровидной или овальной формы, с терпким кисло — сладким вкусом. Для лечебных целей используют зрелые плоды в свежем и высушенном виде. В них содержится фруктоза (до134,8 %), глюкоза (до 3,8 %), сахара (0,7 %), сорбоза, сорбирит, шестиатомный спирт сорбит (около 25 %), аминокислоты (лизин, гистидин, аргинин, аспарагиновая кислота, сс-аланин, глицин, тирозин, цистин, цистеин и др.), гликозиды (парасорбозид, амигдалин), сорбиновая, парасорбино-вая, галловая, пирокатехиновая, виноградная, яблочная, лимонная, винная и янтарная кислоты, флавоноиды (кверцитрин, изокверцитрин, рутин, мератин, спириозид), криптоксантин, антоцианы, цианин - хлорид, кате-хины, фосфолипиды (лецитин, кефалин), пектиновые и дубильные вещества, эфирное и жирное масла, витамины - С (200 - 400 мг), В2, В6, К, Е, Р (до 700 мг), каротиноиды, соли калия, натрия, кальция, магния, железа, марганца, цинка и меди.Плоды рябины употребляются как поливитаминное, антисклеротическое, кровоочистительное, желчегонное, слабительное, мочегонное средство, способствующее укреплению кровеносных сосудов, нормализующее в организме обмен веществ. Комплекс витаминов в сочетании с другими полезными биологически активными веществами повышает устойчивость организма к заболеваниям. Сироп из свежих плодов и поливитаминный чай из сушеных плодов успешно применяют в качестве профилактического и лечебного средства при гипо- авитаминозах. Пектиновые и дубильные вещества рябины обеспечивают связывание эндогенных и экзогенных токсических веществ (в том числе и избыточного количества углеводов) и выведения их из организма. Сорбит и сорбиновая кислота снижают в печени содержание жиров, препятствуют накоплению в крови лишнего холестерина, расслабляют гладкую мускулатуру кишечника при запорах. Сорбит, парасорбозид, амигдалин, эфирное масло и органические кислоты оказывают желчегонное и мочегонное действие. Амигдалин совместно с большим набором аминокислот повышает устойчивость организма к гипоксии.14Плоды рябины обыкновенной широко используют в кондитерской промышленности, из них готовят сироп, желе, пастилу, компоты, варенье и суррогаты чая.Сбор плодов проводят осенью, когда они полностью созрели. Для приготовление водных настоев, отваров и спиртовой настойки плоды вначале провяливают, а затем сушат при температуре 50 - 60 °С. Сырье хранят до 2 лет.2.2 Использование пектинсодержащего сырья при откорме молодняка крупного рогатого скота2.2.1 Производство и использование пектинаПектин как студнеобразователь и пищевая биологически активная добавка находит все более широкое применение в пищевой промышленности. Его используют в кондитерском производстве, а так же для изготовления джемов, концентрированных фруктовых напитков, фруктовых соков, молочно-фруктовых десертов, кисломолочных продуктов.Пектиновые вещества применяют в медицине и ветеринарии при лечении различного рода желудочных заболеваний [46, 47...49]. Известны антисептические, дезинтоксикационные, гемостатические свойства пектинов [46] .Их производные употребляют при острой недостаточности кальция в организме [50, 52].Пектин обладает способностью образовывать нерастворимые комплексные соединения с поливалентными металлами, а именно с железом, цинком, кадмием, кобальтом, свинцом, ртутью и хромом, выводить из организма радионуклиды [28, 38].15Известно, что 1 г пектина подсолнечника или свеклы способен связать 160...420 мг стронция [51, 52]. При взаимодействии одной части кобальта со 100 частями пектина более 89% токсичного элемента может быть связано в нерастворимый комплекс [47].Характерно, что чистый препарат пектина при употреблении с пищей или кормом не создает энергетического запаса в организме, кстати, он нейтрален, чем функционально отличается от других полисахаридов. Он нетоксичен, чем в основном и отличается от сополимеров стирола и дивинилбензола.Изготовить нужное количество пектина можно путем переработки отечественного сырья - яблочных выжимок и свекловичного жома. В больших объемах целесообразно вырабатывать свекловичный пектин, так как для этого имеется неограниченная сырьевая база и такой углеводный концентрат, как жом используется в кормлении сельскохозяйственных животных [48].Специфичность физико-химических свойств (низкая метоксилиро-ванность продукта) ограничивает область его применения только производством желейных сортов мармелада.Потребность кондитерской промышленности в пектине, начиная с 1973 г, удовлетворяется благодаря импортным закупкам.Технологические схемы получения пектиновых веществ основаны на переработке растительного сушеного сырья, структуру которого составляют капилярно-пористые системы (совокупность капилляров различных длин и диаметров). Скорости заполнения капилляров эстрагентом и переноса пектиновых веществ в растительных клетках различны и зависят от диффузионной проводимости их [50, 52].16Гидролиз протопектина из сушеного сырья предполагает набухание растительной такни. В этой связи, активное воздействие кислой среды на периферийную область частиц растительного материала более продолжительно, чем на внутреннюю, что приводит к частичной деполимеризации молекул пектиновых веществ и отрицательно сказывается на производительности готового продукта - пектина и его студнеобразующей способности [48].Установлено, что процесс набухания следует вести при температуре 50...90 °С в течение 25-30 мин [4]. При этом не только заметно увеличивается выработка пектиновых веществ и улучшается их качество, но и сокращается расход химических реагентов (НС1,А1СЬ, спирта).Для рационального использования пектина в пищевой промышленности, животноводстве и других отраслях народного хозяйства страны необходимо всестороннее изучение химических и физико-химических свойств, как самого полисахарида, так и растворов и студней на его основе.Поскольку получение и переработка пектина связаны с температурными воздействиями, важно установить взаимосвязь между режимами термообработки этого полисахарида и его физическими свойствами [51].С помощью методов ионообменной, гель и газожидкостной хроматографии было установлено, что яблочный пектин представляет собой смесь нейтральных и кислых Сахаров в соотношении 1,0:1,5 [47, 52]. В свою очередь, нейтральный полисахарид - это глюкан, а кислый пектовая кислота в виде смеси полимергомологов, имеющих молекулярную массу от нескольких тысяч до 30...40 тыс. В основной цепи пектовой кислоты имеются включения нейтрального сахара (1 звено нейтрального сахара на 10 звеньев кислого), остатка галактуроновой кислоты [48, 51].17При нагревании пектина, помимо теплофизических и деструкцион-ных процессов, происходит деформация, связанная со структурно-химическими изменениями полимера, что подтвердил изометрический анализ пленок. Кривые, полученнные в результате изометрического нагревания пленки, имеют S-образную форму. На низкотемпературной стадии - от 313 до 463...473 К - установлены монотонно протекающие деформационные изменения [49, 51].Деструкция включает в себя разрыв макромолекул пектина по а-1,4-гликозидным связям. Сделан вывод, что пектин следует отнести к полимерам с относительно низкой термостабильностью, которая понижается при удалении зольных элементов и повышается при добавочном введении ионов кальция [49].В продуктах, не содержащих Сахаров, структурообразование протекает в результате химического взаимодействия ионогенных групп полиэлектролита с двухвалентным катионом кальция. При увеличении концентрации Сахаров в растворах пектина образование связей катионов кальция с СООН-группами затруднено, и преобладающий вклад в процесс установления межмолекулярных контактов вносят молекулы Сахаров, уменьшающих гидратацию полисахаридной цепи [50].Установлено также, что максимальное значение вязкости отмечается при рН 1,5, причем ее максимум растет с повышением концентрации дисахарида [51].Пектиновые вещества неоднородны по составу. Так, для яблочного и свекловичного пектинов характерно присутствие нейтральных Сахаров -а-д-глюконатов (низкомолекулярный крахмал). Цитрусовый пектин более гомогенен и практически не содержит их [52].18По своим физико-химическим и механическим свойствам пектиновые студни с сахарозой и глицерином идентичны. Это объясняется аналогичным механизмом студнеобразования и структуры студней [48]. Для пищевой промышленности интерес представляют студни на основе сахарных композиций [47].Известно много вариантов выделения пектиновых веществ из растений с различными условиями экстракции (температуры, рН, реагентов, продолжительности реакции, гидромодуля). В зависимости от цели эти технологии можно разделить на две группы:получение технологического пектина, удовлетворяющего требованиям соответствующей отрасли промышленности;выделение пектиновых веществ в целях исследования строения и состояния в клетках растений [3.. .4].В первом случае процесс экстракции желательно проводить в условиях, способствующих наименьшей деградации. Во втором, требуется полностью исключить деструкцию пектиновых веществ, то есть в идеале могут быть разрушены лишь их связи с другими полимерами [47].Методы выделения пектиновых веществ, не приводящих к его разрушению, важны и при поиске новых сырьевых ресурсов. Нужно иметь в виду, что пектины не всех растений обладают ценными технологическими свойствами. Но чтобы выяснить причину этого, необходимо прежде всего изучить свойства пектина, близкого к нативному.Произведя пектиновые вещества с наименьшей деградацией из конкретного сырья и испытав поведение пектина в различных условиях кормления животных, можно рекомендовать допустимый технологический режим его изготовления и практического применения.Пектиновые вещества в производстве вина выполняют роль так называемых защитных коллоидов. Их присутствие в виноматериалах пре-Список литературы