Влияние температуры на витамины в кормах
Скачать
Стабильность витаминов в кормах и питьевой воде
Кузьмин А.А., кандидат ветеринарных наук
АО «Биофарм»
Витамины – органические соединения разнообразного химического строения, которые абсолютно необходимы животным и человеку для роста и развития. Они условно делятся на две группы – жирорастворимые (A, D, E, F, K) и водорастворимые (все остальные).
Природа распорядилась так, что при разнообразном и полноценном питании витамины поступают в организм в достаточном количестве. Однако на самом деле, у животных часто наблюдается недостаточность одного или нескольких витаминов – гиповитаминоз. Существуют 4 основные причины гиповитаминозов: недостаток витаминов в пище, нарушение их всасывания в желудочно-кишечном тракте, повышенный расход витаминов (например, при высокой продуктивности) и попадание с пищей антивитаминов.
Современное животноводство требует введения в организм животных дополнительных витаминов, кроме тех, что присутствуют в корме. Это позволяет добиться от животных высокой продуктивности и препятствует проявлению витаминной недостаточности. Дополнительные витамины вводят животным с кормом, водой и путем инъекций. Наименее трудоемким и более физиологичным путем является введение дополнительных витаминов перорально с кормом или водой. Основная проблема, которая возникает при введении в организм дополнительных витаминов, заключается в том, что витамины, в силу своего химического строения, являются высокоактивными соединениями, легко вступающими в химические реакции. Такое поведение витаминов становится понятным, если учесть их основную роль в организме – выступать активными каталитическими центрами ферментов.
Вступая в химические реакции или разлагаясь под действием физических факторов, витамины, как правило, теряют витаминную активность. Эти процессы касаются как натуральных, так и искусственных витаминов. С того момента, как молекула витамина появилась на свет естественным путем или с помощью химического синтеза, и до того момента, как она попадет в организм сельскохозяйственного животного, ее судьба во многом зависит от человека.
Главными причинами нестабильности витаминов являются:
- Окисление
- Восстановление
- Гидролиз
- Метилирование
- Реакции с галогенами
- Разложение светом
- Разложение ферментами и утилизация микроорганизмами
- Адсорбция
Главными факторами нестабильности витаминов являются:
- Кислород воздуха
- Перекиси
- Влага
- Кислоты
- Щелочи
- Ионы металлов
- Галогенсодержащие соединения
- Солнечный свет
- Повышенная температура
- Микроорганизмы
- Ферменты
- Адсорбенты
Микотоксины и другие токсичные вещества способны вызывать дефицит витаминов вследствие повышенного расхода витаминов на нейтрализацию в организме токсичных веществ. При этом также, расходуется дополнительная энергия.
Отдельные витамины имеют различную устойчивость к неблагоприятным факторам внешней среды (см. Табл.1).
Таблица 1. Чувствительность витаминов к разрушающим факторам
Витамин | Синоним | К свету | К окисл ению | К восстано влению | К темпе ратуре | К ионам металлов | К влаж ности | Оптималь ная рН |
A | Ретинол | +++ | +++ | ++ | ++ | + | Нейтраль ная, слабо щелочная | |
D3 | Холекаль циферол | +++ | +++ | ++ | ++ | ++ | Нейтраль ная, слабо щелочная | |
E | Токоферол | + | + | ++ | + | + | Нейтраль ная | |
K3 | Менадион | ++ | + | ++ | ++ | +++ | ++ | Нейтраль ная, слабо щелочная |
B1 | Тиамин | + | ++ | +++ | +++ | ++ | ++ | Слабо кислая |
B2 | Рибо флавин | +++ | + | ++ | ++ | + | Нейтраль ная | |
B3 | РР, никоти намид, ниацин | + | + | ейтральная | ||||
B4 | Холин | +++ | Нейтраль ная, слабокислая | |||||
B5 | Пантотенат | ++ | + | Нейтраль ная | ||||
B6 | Пиридок син | + | + | ++ | + | Кислая | ||
B12 | Цианок обаламин | ++ | ++ | + | + | Нейтраль ная | ||
Bc | Фолиевая кислота, В9 | ++ | ++ | ++ | + | + | + | Нейтраль ная |
H | Биотин, В7 | + | Нейтраль ная | |||||
C | Аскорби новая кислота | + | +++ | + | +++ | +++ | ++ | Нейтраль ная, кислая |
+++ — высокочувствительный
++ — чувствительный
+ — слабочувствительный
К наименее стабильным витаминам относятся витамин А, витамин К, витамин В1 и витамин С. К наиболее стабильным – Витамин D3, витамин Е, витамин В3, витамин В6.
Витамины взаимодействуют между собой, с микро- и макроэлементами и другими пищевыми факторами. Это взаимодействие может проявляться снижением или повышением всасывания, стабильности, растворимости, биологического эффекта витаминов в готовом корме, витаминных препаратах, премиксах, блендах и питьевой воде с добавкой витаминов. При этом, взаимодействие может быть двусторонним, когда витамин и другой фактор взаимно влияют друг на друга, и односторонним.
Примеры такого взаимодействия приведены в Таблице 2.
Таблица 2. Примеры взаимодействия витаминов между собой и с другими пищевыми факторами.
Витамин | Направление взаимодействия | Зависимый фактор | Результат взаимодействия |
Холекальциферол | → | Кальций | Усиление всасывания |
Токоферол | ↔ | Селен | Синергизм |
Тиамин | ↔ | Рибофлавин | Окисление, осадок |
→ | Аскорбиновая кислота | Усиление эффекта | |
Рибофлавин | → | Аскорбиновая кислота | Разрушение |
→ | Фолиевая кислота | Разрушение | |
Никотинамид | → | Фолиевая кислота, Рибофлавин | Повышение растворимости |
Фолиевая кислота | → | Цианокобаламин, железо | Усиление кроветворения |
Биотин | → | Рибофлавин, Пиридоксин, Ретинол, Никотиновая кислота | Синергизм |
Аскорбиновая кислота | → | Фолиевая кислота | Стабилизация |
→ | Цианокобаламин | Уменьшение всасывания | |
↔ | Токоферол | Стабилизация, синергизм |
Темпы разрушения витаминов зависят от того, в чем они находятся, с чем соседствуют, как хранятся и от предпринимаемых превентивных мер.
В частности, компания «DSM», один из лидеров производства витаминов и кормовых добавок с витаминами, приводит такие данные по сохранности витаминов (см. Табл. 3).
Таблица 3. Активность (в %) витаминов компании «DSM» после 3-х месяцев хранения при комнатной температуре.
Витамины | Премикс с холином хлоридом | Пеллетирование корма (800 С) | Экспандирование корма |
А | 70-90 | 85-95 | 70-90 |
D3 | 80-100 | 90-100 | 80-100 |
E | 90-100 | 90-100 | 90-100 |
K3 | 30-50 | 50-70 | 30-50 |
B1 | 70-80 | 85-100 | 70-80 |
B2 | 90-100 | 90-100 | 90-100 |
B6 | 80-90 | 90-100 | 80-90 |
B12 | 50-80 | 60-90 | 50-80 |
Bc | 50-70 | 70-90 | 50-70 |
C | 50-70 | 40-70 | 30-50 |
Как видно из данных таблицы, даже применение защищенных форм витаминов, произведенных по специальной технологии, и хранение в идеальных условиях, не предотвращают разрушение витаминов. От некоторых витаминов через 3 месяца хранения остается 30-40%.
Применение же незащищенных форм витаминов может привести к потерям практически 100% нестабильных витаминов (витамин А, витамин K3 , фолиевая кислота, аскорбиновая кислота, цианокобаламин).
Технологические факторы в значительной степени влияют на сохранность витаминов в кормах. К этим факторам относятся:
- Срок хранения (больше – хуже)
- Размер частиц (меньше – хуже)
- Концентрация витаминов (меньше – хуже)
- Термическая обработка (гранулирование, пеллетирование, экструдирование, экспандирование – хуже, чем без обработки)
- Влажность продукта и окружающей среды (больше – хуже)
- Добавление микро- и макроэлементов (больше – хуже, сульфатные соли хуже, чем карбонаты и оксиды)
- Добавление холина хлорида (больше – хуже)
- Добавление органических и неорганических кислот (как правило, больше – хуже)
- Контаминация корма микроорганизмами, в частности грибками (больше – хуже)
10. Наличие в корме микотоксинов (больше – хуже)
11. Добавление неселективных адсорбентов (больше – хуже)
Не все факторы, отрицательно влияющие на сохранность витаминов, могут быть устранены. В частности, такие факторы, как измельчение, термическая обработка, добавление холина хлорида, микро- и макроэлементов, кислот, адсорбентов, часто являются абсолютно необходимыми в условиях промышленного животноводства и птицеводства. Влияние других факторов (срок хранения, влажность, контаминация микроорганизмами и микотоксинами) может быть снижено до приемлемых величин.
В зависимости от того, что является источником витаминов для животных, применяют различные методы для предотвращения разрушения витаминов (см. Табл. 4).
Таблица 4. Методы предотвращения разрушения витаминов.
Факторы, влияющие на стабильность витаминов | Витаминсодержащие объекты | ||
Жидкие концентраты витаминов | Сухие концентраты витаминов | Премиксы, комбикорма | |
Взаимодействие между витаминами | Стабильные производные | Нет взаимо действия | Нет взаимо действия |
Кислород, перекиси, свободные радикалы | Антиоксиданты, инертные газы, воздухо непроницаемая упаковка | Антиоксиданты, инертные газы, воздухо непроницаемая упаковка | Стабильные производные витаминов, покрытие оболочкой, антиоксиданты |
Влага | Стабильные производные, ингибиторы | Соблюдение технологии | Нет защиты |
Кислоты | Отсутствуют или не влияют | Отсутствуют или не влияют | Нет защиты |
Щелочи | Отсутствуют или не влияют | Отсутствуют или не влияют | Нет защиты |
Ионы металлов | Комплексообразователи | Комплексо образователи | Нет защиты |
Галоген содержащие соединения | Отсутствуют или не влияют | Отсутствуют или не влияют | Нет защиты |
Солнечный свет | Фотопротекторы Светозащитная упаковка | Светозащитная упаковка | Упаковка |
Повышенная температура | Отсутствует | Отсутствует | Нет защиты |
Микро организмы | Консерванты | Отсутствуют | Нет защиты |
Ферменты | Отсутствуют | Отсутствуют | Нет защиты |
Адсорбенты | Отсутствуют | Отсутствуют | Нет защиты |
Срок хранения | Более 12 месяцев | Более 12 месяцев | Менее 6 месяцев |
Самый простой, но самый экономически невыгодный способ сохранить необходимое количество витаминов – это изначальное внесение в витаминную добавку, премикс, комбикорм повышенных количеств витаминов. Многие производители так и поступают, увеличивая содержание нестабильных витаминов и, тем самым повышая себестоимость продукта. В случае передозировки витаминов А и D существует реальная опасность отравления животных, поскольку эти витамины способны кумулироваться в организме и повышенных дозах весьма токсичны.
Премиксы и комбикорма содержат витамины в тонкодисперсном состоянии, что обеспечивает огромную поверхность взаимодействия, прежде всего с кислородом воздуха и факторами, отрицательно влияющими на стабильность витаминов. Между частичками премиксов и комбикормов, за исключением гранулированных, свободно проникает воздух, содержащий кислород, который разрушает витамины. Вместе с витаминами там содержатся металлы, ферменты и другие факторы, катализирующие химические реакции витаминов с кислородом и другими компонентами корма. Повышение влажности, наличие кристаллизационной воды, также ускоряет протекание этих реакций. Химически активные добавки (холин хлорид, кислоты, микроэлементы) в зависимости от их количества, способны активно разрушать витамины. Таким же образом влияет термическая обработка (экструдирование, экспандирование).
При изготовлении, транспортировке, раздаче возможно расслоение (разделение) компонентов корма или премикса. Это касается и витаминов. Такое расслоение может привести к локальной концентрации витаминов в одном месте и, соответственно, обеднение – в другом.
Основной способ защиты витаминов в комбикормах и премиксах – применение более стабильных соединений витаминов и микрогранул с витаминами и желатином, часто с добавлением антиоксидантов.
Сухие витаминные концентраты, содержат витамины в высокой концентрации, что препятствует их разрушению небольшим количеством кислорода, содержащегося в упаковке. Дополнительную защиту от кислорода дают воздухонепроницаемая упаковка и, иногда, инертный газ, вытесняющий воздух. В них практически отсутствуют металлы, выступающие в качестве катализаторов химических реакций и вода, без которой реакции не протекают.
Жидкие витаминные концентраты содержат водную дисперсную среду, поэтому для ингибирования химических реакций между компонентами витаминного концентрата предпринимаются специальные меры защиты путем подбора стабильных компонентов и ингибиторов. Для защиты витаминов от кислорода, перекисей и свободных радикалов применяют те же методы, что и для сухих концентратов витаминов. Очень большое значение имеет защита от света, главным образом, от ультрафиолетовой части спектра. Необходимо решить проблему растворимости малорастворимых в воде витаминов путем применения их более водорастворимых соединений и солюбилизаторов. В случае сочетания водорастворимых и жирорастворимых витаминов проблема стабильности водного раствора разнородных соединений решается применением солюбилизаторов или созданием ультрамикрогетерогенных дисперсных систем, в которых дисперсной средой служит водный раствор водорастворимых витаминов, а дисперсной фазой – молекулы жирорастворимых витаминов.
В жидких витаминных препаратах гораздо большее значение, чем в сухих, имеет проблема связывания ионов металлов – катализаторов. Проблема решается применением особо чистых составляющих и введением комплексообразующих веществ.
Если витаминный концентрат предназначен для применения в составе воды для питья, концентрация защитных веществ должна быть достаточной для предотвращения разрушения витаминов после растворения в питьевой воде в течение 12-24 часов. Следует учитывать возможность содержания в питьевой воде различного рода элементов и соединений, из которых важнейшее значение имеют ионы двухвалентных металлов.
Современные методы защиты витаминов позволяют сохранять их от разрушения в течение всего срока хранения витаминных концентратов. Добиться такого же эффекта в премиксах и комбикормах практически невозможно.
Необходимо, также учитывать витаминную активность различных соединений витаминов.
АО «Биофарм» разработана линейка концентрированных витаминных препаратов в виде раствора водорастворимых и жирорастворимых витаминов («Миксовит А») и порошка водорастворимых витаминов («Миксовит В»). В этих витаминных препаратах применена система ноу-хау для защиты, стабилизации и повышения усвояемости жирорастворимых и водорастворимых витаминов. Соотношение отдельных витаминов подобрано таким образом, чтобы в максимальной степени обеспечить потребности млекопитающих и птиц в полноценном витаминном питании. Проверка независимой лабораторией показала, при сравнение в аналогичными импортными препаратами, преимущества препаратов Миксовит А и Миксовит В в отношении стабильности и полноценности.
Каждый способ введения витаминов — кормом, питьевой водой и инъекционно имеет свои преимущества и недостатки.
Максимальная биодоступность достигается при инъекционном способе введения витаминов, но это наиболее трудоемкий способ, непригодный для регулярного введения витаминов, особенно водорастворимых.
При введении витаминов с кормом, необходимо заранее побеспокоиться о внесении их в корм и учитывать долю потерь витаминов в процессе приготовления корма и его хранения. Это наиболее естественный способ витаминизации животных и один из двух пригодных для промышленного животноводства.
Введение витаминов с питьевой водой также очень технологично и более оперативно, чем введение в корм. Поскольку от синтеза витамина и до момента потребления его животным, витамины в концентрированных витаминных препаратах защищены от разрушения, стоимость введения одного и того же количества витаминов в организм млекопитающих и птиц при этом способе ниже из-за более низких потерь, чем при введении в составе корма. Кроме того, введение с питьевой водой позволяет точнее дозировать витамины и оперативно изменять дозу, увеличивая или уменьшая ее по необходимости.
Все статьи »
Свежие статьи
Источник
1.4. Гигиена кормов и кормления
1.4.4. Зоогигиеническое значение витаминов в кормах
Витамины представляют – биологически активные низкомолекулярные органические соединения, необходимые для жизнедеятельности организма в очень малых количествах. Действуя как биокатализаторы, витамины играют большую роль в обмене веществ и функциональном состоянии коры головного мозга, оказывают существенное влияние на рост и продуктивность животных.
При отсутствии в организме витаминов возникают тяжелые заболевания, называемые авитаминозами. Недостаток витаминов вызывает стертые формы заболевания, называемые гиповитаминозами. Особенно чувствительны к витаминам молодняк, беременные и лактирующие животные, больные или переболевшие животные.
Витамин А (ретинол). В зеленых растениях содержится желтоокра-
шенный пигмент каротин, или провитамин А. Синтез витамина А из каротина происходит в печени и в стенках тонкого отдела кишечника.
Недостаток в рационе каротина приводит к задержке роста и развития молодняка, снижению продуктивности, падению естественной устойчивости, ороговению эпителиальных клеток слизистых оболочек. Характерным при недостатке витамина А является заболевание глаз — ксерофтальмия.
У производителей при недостатке витамина А происходят дегенеративные изменения семенников и их придатков, что приводит к значительному снижению количества и качества спермы, у самок наблюдается ороговение эпителия органов размножения, что приводит к полному нарушению воспроизводительных функций.
Для оптимального обеспечения животных витамином Рђ следует исходить РІ хозяйственных условиях РёР· 5-10-кратной РЅРѕСЂРјС‹ каротина. Наиболее активная форма — бетта-каротин. Витамин Рђ содержится РІ РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРј РІ кормах животного происхождения (молоко, яйца, печень рыб Рё С‚.Рґ.). Р
Источник