ИССЛЕДОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА БИОГУМАТА «ЭКОСС» ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В ВЕТЕРИНАРИИ

Жолобова И.С.¹, Семененко М.П.², Борисенко В.В.³

¹ORCID:  0000-0002-7777-9177, Доктор ветеринарных наук, Кубанский государственный аграрный университет, ² ORCID: 0000-0001-8266-5900, Доктор ветеринарных наук, ФГБНУ Краснодарский научно-исследовательский ветеринарный институт,  ³ ORCID: 0000-0001-7038-6242, Аспирант, Кубанский государственный аграрный университет   

ИССЛЕДОВАНИЕ АМИНОКИСЛОТНОГО СОСТАВА БИОГУМАТА «ЭКОСС» ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЕГО ПРИМЕНЕНИЯ В ВЕТЕРИНАРИИ

Аннотация

В статье изложены результаты изучения аминокислотного состава биогумата «Экосс» методом капиллярного электрофореза. В результате проведенных исследований установлено, что биогумат содержит весь спектр незаменимых аминокислот в доступной форме с преобладанием лизина (5,4г/л), метионина (4,3 г/л), треонина (5,1 г/л) и аспарагиновой кислоты (8,6 г/л) и может применяться не только как источник протеина, но и в качестве неспецифического стимулятора обменных процессов при различных  патологических состояниях у животных.

Ключевые слова: гуминовые вещества, бигумус, аминокислотный состав, капиллярный электрофорез.

 Zholobova I.S.¹, Semenenko M.P.², Borisenko V.V.³

¹ORCID:  0000-0002-7777-9177, PhD in Veterinary Medicine and Science, Kuban State Agrarian University, ²ORCID: 0000-0001-8266-5900, PhD in Veterinary Medicine and Science, FSBSI Krasnodar Research Veterinary Institute, ³ORCID: 0000-0001-7038-6242, Postgraduate stuent, Kuban State Agrarian University

STUDY OF THE AMINO ACID COMPOSITION OF THE BIOHUMATE «EKOSS» TO EMPOWER IT VETERINARY USE

 Abstract

The article presents the results of a study of the amino acid composition of the biohumate «Ekoss» by capillary electrophoresis. The studies found out that the biohumate contains the whole spectrum of essential amino acids in an accessible form with a predominance of lysine (5,4 g/l), methionine (4,3 g/l), threonine (5,1 g/l) and aspartic acid (8,6 g/l) and can be used not only as a source of protein, but also as a non-specific stimulator of metabolic processes in various pathological conditions of animals.

Keywords: humic substances, biohumus, amino acid composition, capillary electrophoresis.

В последние годы значительно возрос интерес к природным веществам, соединениям и ископаемым, обладающим разнообразным составом и рядом ценных специфических биоактивных свойств, полезных для человека и животных. Их все чаще используют в качестве разноплановых эффекторов, корректирующих патологические состояния организма, повышающих рост и развитие растений и животных, снижающих уровень антропогенного загрязнения в кормах, почве, воде и т.д. [6,10,11,12].

К таким соединениям, имеющим высокую физиологическую активность по отношению к живым клеткам, относятся гуминовые вещества (гумус). По своему генезису гуминовые вещества представляют особую предельную стадию физического, химического и микробиологического процессов трансформации органического вещества в природе. Уникальность их свойств и строения определяют почвообразовательные процессы и плодородие почв, а также разложение горных пород и минералов, связывание, фиксация, концентрация, рассеяние и переотложение химических элементов [1]. Природные гуминовые вещества регулируют процессы роста растений, улучшают физико-химические свойства почвы, активизируют деятельность микроорганизмов, влияют на миграцию питательных веществ, стимулируя процессы дыхания, синтеза белков и  углеводов, ферментативную активность.

Промышленные гуминовые препараты, получаемые из природных ресурсов (угля, торфа, донных отложений, многотоннажных органических отходов и др.), в значительной степени наследуют свойства гуминовых веществ исходного сырья и поэтому по функциональной активности действуют как мелиоранты и препараты для детоксикации, ремедиации и рекультивации деградированных и загрязненных почв, а также стимуляторы роста растений [2,4].

В настоящее время существует несколько подходов к использованию гуминовых препаратов как средству повышения почвенного плодородия, что объясняется многообразным действием содержащихся в них гуминовых кислот. Поэтому можно рассматривать гуминовые препараты как непосредственно удобрения, как компонент органоминеральных удобрений, как средство для улучшения эффективности минеральных и органических удобрений, как сорбент, регулирующий поступление минеральных веществ в растения, а также как стимулятор роста растения [3,5].

В последние годы сильно возрос интерес к разным аспектам применения гуминовых веществ, не только в растениеводстве, но и в животноводстве. Литературные данные свидетельствуют о широком спектре действия биогумуса и препаратов на его основе, в том числе, их иммуностимулирующем и координирующем действии на рост и развитие животных. Гуминовые препараты стимулируют процессы гемопоэза, синтез белков крови и использование глюкозы тканями организма, что обуславливает повышение уровня суточных надоев у коров, приростов массы тела у телят, поросят и ягнят, приводит к лучшей сохранности молодняка животных различных видов.

Исследованиями установлено, что использование гумата калия в рационах сухостойных коров в количестве 4 г на одну голову в сутки способствует повышению живой массы новорожденных телят на 22,4%, а интенсивность роста и развития молодняка до 2-х месячного возраста возрастает на 23–28%. При этом особо следует отметить быстрое послеродовое восстановление половой системы коров, что существенно повышает процент оплодотворяемости. Обогащение рационов гуматом калия позволяет увеличить среднесуточные удои на 18–20% с одновременным сокращением расхода обменной энергии и сырого протеина сухого вещества корма на 13,5–14,5% [9].

Биогуматы оказывают антиоксидантный эффект, улучшая работу антиоксидантной системы организма и снижая образование конечных продуктов перекисного окисления липидов.

Препараты гуминовых кислот активируют обменные процессы в организме, в том числе и белковый обмен. Введение гуминовых препаратов в корма мясной птице улучшает усвоение компонентов корма, что, в свою очередь, способствует накоплению аминокислот в мышцах и улучшает питательную ценность мяса птицы [8]. Одними из важных этапов белкового обмена являются протеолитические процессы в мышечных тканях, которые обеспечивают анаболические процессы структурными элементами, состоящими из аминокислот [7].

Поэтому целью данной работы явилось исследование аминокислотного состава биогумата «ЭКОСС», производимого на первом биозаводе Кубанского агробиокомплекса из навоза молочных коров и телят, и прошедшего две стадии ускоренной природной гумификации.

Первая стадия предусматривает очистку и смешивание навоза с растительным сырьём, ускоренное компостирование в биодинамических ферментёрах, где субстрат подвергается обеззараживанию и происходит начальная гумификация (образование и накопление природных гуминовых веществ).

На второй стадии в работу включаются технологические компостные черви, производящие переработку гумифицированного компоста в концентрированный биогумус.

Производство биогуматов «ЭКОСС» – третья стадия биоконверсии подготовленного навозного сырья. На этой стадии проводится интенсивная водная вытяжка (экстракция) гуминовых и фульвовых кислот из биогумуса и образование натуральных биогуматов.

Материалы и методы исследования. Аминокислотный состав биогумата определяли методом капиллярного электрофореза на приборе Капель-105. Метод измерения основан на проведении кислотного гидролиза образцов, разделении, идентификации и определении массовой доли аминокислот методом капиллярного электрофореза (КЭ). Регистрацию компонентов проводили по собственному поглощению в области длин волн 190–200 нм дважды: первый раз при температуре 20°С для определения лизина, треонина и цистина в боратном ведущем электролите, а второй раз для определения метионина при температуре 40°С в боратном электролите, содержащем β-циклодекстрин. Подготовку исследуемых образцов для анализа аминокислот проводили по ГОСТ 13496.21-87 (гидролиз проб в закрытых контейнерах, заполненных 6 М соляной кислотой, в течение 14–16 часов при 110°С).

Результаты исследований. Результаты анализа аминокислотного состава биогумата «ЭКОСС» представлены на рисунке 1.

Рис.1 – Результаты анализа аминокислотного состава биогумата «ЭКОСС»

1– лизин; 2 – аргинин; 3 – пролин; 4 – валин; 5 – сумма (глицин, лейцин, изолейцин); 6 – тирозин; 7 – метионин; 8 – глутамин; 9 – серин; 10 – треонин; 11 – цистин; 12 – аспарагиновая кислота.

Таблица 1 – Содержание аминокислот в образце биогумата «ЭКОСС», г/л

№	Аминокислота	Содержание
1	лизин	5,4
2	аргинин	2,2
3	пролин	0,5
4	валин	0,4
5	сумма (глицин, лейцин, изолейцин)	2,4
6	тирозин	2,6
7	метионин	4,3
8	глутамин	0,4
9	серин	4,8
10	треонин	5,1
11	цистин	2,9
12	аспарагиновая кислота	8,6

 

Установлено, что содержание пролина, обладающего осморегуляторным, стресс-протекторным, а также опосредовано антиоксидантным действием, в исследуемом образце составило 0,5 г/л. Уровень аргинина, из которого по орнитиновому пути может идти синтез пролина, составил 2,2 г/л. Сумма аминокислот глицина, лейцина и изолейцина в биогумате «ЭКОСС» составила 2,4 г/л. Нами были отмечены довольно высокие уровни треонина (5,1 г/л) и метионина (4,3 г/л). Содержание цистеина в исследуемом образце составило 2,9 г/л. Содержание тирозина, относящегося к аминокислотам шикиматного пути, составило 2,6 г/л. Гуминовый препарат содержит значительное количество аспарагиновой кислоты (8,6 г/л), которая является предшественником для синтеза таких незаменимых аминокислот, как метионин, треонин и лизин.

К биосинтетическому семейству аспарагиновой кислоты, образующейся из оксалоацетата цикла Кребса, относятся треонин, лизин, метионин, изолейцин. Глутаминовая кислота, синтезируемая из α-кетоглутарата, участвует в биосинтезе таких аминокислот, как пролин, аргинин, гистидин. Пируват является предшественником аланина, из которого могут синтезироваться лейцин и валин. Два других биосинтетических семейства включают цистеин, серин, глицин и триптофан, тирозин, фенилаланин.

Таким образом, в результате проведенных исследований становится ясно, что биогумат «ЭКОСС» представляет собой источник всех незаменимых аминокислот в доступной форме. Это обстоятельство позволяет включать его в рационы животных не только как хорошее протеиновое дополнение к корму, но, с учетом уникальных биологических функций аминокислот, использовать биогуматы в виде средств, применяемых в качестве неспецифических стимуляторов обменных процессов. Скармливание животным даже самых полноценных кормов, в силу различных причин, не всегда обеспечивает потребности организма в питательных веществах и, особенно, в протеине. Дефицит белковых компонентов, возникающий в результате значительных метаболических сдвигов в организме под воздействием негативных условий и при вторичных изменениях в обменных процессах, приводит к возникновению различного рода патологий, в связи с чем, лечение должно быть на­правлено, прежде всего, на восстановление нарушенных функций организма и обеспечение его всеми необходимыми питательными веществами. В таких случаях целесообразно вводить в рационы расщепленный белок или отдельные (недостающие) аминокислоты.

Кроме того, ценные свойства  биогумата «ЭКОСС» могут с успехом использоваться при создании комплексных  средств, сочетающих свойства патогенетической и стимулирующей фармакотерапии, что значительно повысит эффективность лечебных мероприя­тий при многих патологических состояниях животных и, особенно, бо­лезнях молодняка.

Литература

1. Борисенко В.В. Изучение влияния обогащенного биогумата «ЭКОСС» на работу фотосинтетического комплекса растений редиса / В.В. Борисенко, И.С. Жолобова // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 107 (03).
2. Борисенко В.В. Изучение влияния обогащенного биогумата «ЭКОСС» на продуктивность овощных культур / В.В. Борисенко, С.Б. Хусид // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2015. № 107 (03).
3. Гладков О. Производство гуминовых удобрений приобретает индустриальные масштабы / О. Гладков // Журнал химии. 2003. – С. 33–
4. Демин В. В. Вероятный механизм действия гуминовых веществ на живые клетки / В. В. Демин и др. // IV съезд Докучаевского общества почвоведов, Новосибирск, 9-13 августа 2004 г.: сб. науч. тр. — Новосибирск: Изд-во Наука-центр, 2004. С. 494.
5. Ермаков Е. И. Развитие представлений о влиянии гуминовых веществ на метаболизм и продуктивность растений / Е. И. Ермаков, А. И. Попов // Вестн. Рос. акад. с.-х. наук. 2003. – № 2. – С. 16–
6. Жолобова И.С. Получение функциональной кормовой добавки на основе бентонитовых глин и каротинсодержащего сырья / И.С. Жолобова, С.Б. Хусид, М.П. Семененко, Ю.А. Лопатина // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. – № 96 (02). – С.836–
7. Жоріна Л.В. Амінокислотний склад мъязової тканини та крові курчат-бройлерів за впливу гумінату / Л.В. Жоріна // Збірн. наук.праць «Проблеми зооінженерії та ветеринарної медицини», Харків, 2007. – Вип. 14(39). – С. 47–
8. Жоріна Л.В. Рівень вільних амінокислот та низькомолекулярних пептидів в крові курчат-бройлерів за впливу гумінату / Л.В. Жоріна // Матеріали Міжнародной науково-практичної конференції, присвяченої 100-річчю від дня народження проф.. Л.А.Христевої, Дніпропетровськ, 2008, С. 201–
9. Микитюк В.В. Эффективность использования гумата натрия в рационах суягных овцематок / В.В. Микитюк //  Досягнення  та  перспективи  застосування  гумінових  речовин  у  сільському  господарстві: Мат. міжнар. наук.-пр. конф. (Дніпропетровськ, 20-22 лютого 2008 р.). – Дніпропетровський державний аграрний університет. – Дніпропетровськ, 2008. – С. 225–227.
10. Семененко М.П. Бентониты в животноводстве и ветеринарии /М.П. Семененко, В.А. Антипов, Л.А. Матюшевский, А.С. Фонтанецкий, Е.В. Тяпкина // Краснодар, 2009. –248 с.
11. Семененко М.П. Алюмосиликатные минералы – перспективная группа природных соединений для животноводства и ветеринарии /М.П. Семененко, В.А. Антипов // Международный вестник ветеринарии. - -№ 2. - С.37-40.
12. Хусид С.Б. Использование отходов переработки растительного сырья для получения функциональных кормовых добавок / С.Б. Хусид, И.С. Жолобова, С.Н. Дмитриенко, Е.Е. Нестеренко // Политематический сетевой электронный научный журнал Кубанского государственного аграрного университета. 2014. – № 98. – С.706-731.

References

1. Borisenko V.V. Izuchenie vlijanija obogashhennogo biogumata «JeKOSS» na rabotu fotosinteticheskogo kompleksa rastenij redisa / V.V. Borisenko, I.S. Zholobova // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 107 (03).
2. Borisenko V.V. Izuchenie vlijanija obogashhennogo biogumata «JeKOSS» na produktivnost' ovoshhnyh kul'tur / V.V. Borisenko, S.B. Husid // Politemati-cheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarst-vennogo agrarnogo universiteta. 2015. № 107 (03).
3. Gladkov O. Proizvodstvo guminovyh udobrenij priobretaet industri-al'nye masshtaby / O. Gladkov // Zhurnal himii. 2003. – S. 33– 37.
4. Demin V.V. Verojatnyj mehanizm dejstvija guminovyh veshhestv na zhivye kletki / V.V. Demin i dr. // IV s'ezd Dokuchaevskogo obshhestva pochvovedov, Novosibirsk, 9-13 avgusta 2004 g.: sb. nauch. tr. – Novosibirsk: Izd. Nauka-centr, 2004. S. 494.
5. Ermakov E. I. Razvitie predstavlenij o vlijanii guminovyh veshhestv na metabolizm i produktivnost' rastenij / E. I. Ermakov, A. I. Popov // Vestn. Ros. akad. s.-h. nauk. 2003. – № 2. – S. 16– 20.
6. Zholobova I.S. Poluchenie funkcional'noj kormovoj dobavki na osnove bentonitovyh glin i karotinsoderzhashhego syr'ja / I.S. Zholobova, S.B. Husid, P. Semenenko, Ju. A. Lopatina // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. – № 96 (02). – S.836–846.
7. Zhorіna L.V. Amіnokislotnij sklad m#jazovoї tkanini ta krovі kurchat-brojlerіv za vplivu gumіnatu / L.V. Zhorіna // Zbі nauk.prac' «Proble-mi zooіnzhenerії ta veterinarnoї medicini», Harkіv, 2007. – Vip. 14(39). – S. 47–52.
8. Zhorіna L.V. Rіven' vіl'nih amіnokislot ta niz'komolekuljarnih peptidіv v krovі kurchat-brojlerіv za vplivu gumіnatu / L.V. Zhorіna // Materіali Mіzhnarodnoj naukovo-praktichnoї konferencії, prisvjachenoї 100-rіchchju vіd dnja narodzhennja prof. L.A.Hristevoї, Dnіpropetrovs'k, 2008, S. 201–203.
9. Mikitjuk V.V. Jeffektivnost' ispol'zovanija gumata natrija v racionah sujagnyh ovcematok /V.V. Mikitjuk // Dosjagnennja  ta  perspektivi  za-stosuvannja  gumіnovih  rechovin  u  sіl's'komu  gospodarstvі: Mat. mі nauk.-pr. konf. (Dnіpropetrovs'k, 20-22 ljutogo 2008 r.). – Dnіpropetrovs'kij derzhavnij agrarnij unіversitet. – Dnіpropetrovs'k, 2008. – S. 225–227.
10. Semenenko M.P. Bentonity v zhivotnovodstve i veterinarii /M.P. Seme-nenko, V.A. Antipov, A. Matjushevskij, A.S. Fontaneckij, E.V. Tjapki-na // Krasnodar, 2009. – 248 s.
11. Semenenko M.P. Aljumosilikatnye mineraly – perspektivnaja gruppa prirodnyh soedinenij dlja zhivotnovodstva i veterinarii /M.P. Seme-nenko, V.A. Antipov // Mezhdunarodnyj vestnik veterinarii.  № 2.  S.3740.
12. Husid S.B. Ispol'zovanie othodov pererabotki rastitel'nogo syr'ja dlja poluchenija funkcional'nyh kormovyh dobavok / S.B. Husid, I.S. Zholo-bova, S.N. Dmitrienko, E.E. Nesterenko // Politematicheskij setevoj jelektronnyj nauchnyj zhurnal Kubanskogo gosudarstvennogo agrarnogo universiteta. 2014. – № 98. – S.706-731.