Назва НДР: Впровадження нанокомпозитних матеріалів у інноваційні технології інкубації яєць сільськогосподарської птиці; прикладне дослідження (0119U100551)
Керівник НДР: Бордунова Ольга Георгіївна, д.с.-г.н., професор
Терміни виконання етапу: 01.01.2019 по 31.12.2021
Обсяг фінансування: 600 тис. грн.
Проведено аналіз існуючих технологій інкубації яєць сільськогосподарської птиці різних видів на основі оцінки впливу стану біокерамічного захисного шару яєць на параметри ембріогенезу і якісні показники молодняку птиці. Проведено аналіз впливу дезінфікуючих препаратів, що відносяться до різних хімічних груп на виводимість та збереженість молодняку сільськогосподарської птиці.
Нами розроблена композиція на основі екологічно чистої природної речовини хітозану з додаванням оксидів металів, піддана попередній електролітичній обробці, і яка утворює на інкубаційних яйцях захисного щодо негативних чинників довкілля та патогенної мікрофлори покриття, що сприяє підвищенню показнику виводимості яєць на 25,8-21,5%з одночасним зниженням кількості патогенної мікрофлори на поверхні яєць на 97,7-99,01% від вихідної кількості бактеріальних колоній у контролі
Теоретично обґрунтовано та практично доведено ефективність застосування розробленої інноваційної технології передінкубаційної обробки яєць з використанням біоміметичної технології «штучна кутикула» для поліпшення структурних і фізіологічних характеристик шкаралупи як біокерамічного захисного шару інкубаційних яєць, котра полягає в утворенні на поверхні яйця захисної плівки з суміші штучних і природних матеріалів, що регулює рівень газопроникності шкаралупи яєць курей та зменшує рівень мікробіологічного забруднення. Встановлено вплив порушень утримання та годівлі курей-несучок на зміну якісного складу структуроутворюючих білково/пептидних складових біокерамічного шару шкаралупи яєць курей, зокрема овоклеїдину-17 та низки середньомолекулярних пептидів зі значеннями молекулярних мас від 455 до 881 а.о.м. Ступінь «чутливості» морфологічних і біохімічних параметрів біокерамічних структур інкубаційних яєць курей щодо дії негативних чинників довкілля залежить від породи і кросу птиці; при цьому високий рівень зазначених параметрів корелює з показником яєчної продуктивності. Доведено, що дія негативних чинників різного походження на інкубаційне яйце курей супроводжується появою замість карбонату кальцію (кальциту) інших кристалічних форм цієї речовини, а саме арагоніту та ватериту, які, в свою чергу, призводять до загального розрихлення та розупорядкованості шарів карбонату кальцію з наступними негативними фізіологічними наслідками для розвитку ембріона. Розроблений метод визначення в інкубаційних яйцях курей антибіотиків на основі мас-спектрометрії з плазмовою десорбцією (ПДМС) є найбільш чутливим до триметоприму: пік іонів даного антибіотика достовірно ідентифікований при його концентрації у зразку 0,1-0,2 мкг; для всіх інших препаратів, що були в досліді, найнижчий рівень прояву 4-5 мкг на зразок. Розроблена недорога і непрацемістка технологія отримання на поверхні інкубаційних яєць захисної «штучної кутикули» передбачає проведення зрошування яєць у лотках (за 5-30 хв. до інкубації) дрібнодисперсним аерозолем (0,5-3,0 мкм) робочого розчину композиції із розрахунку 1500 мл на 1500 яєць курей. Винайдено, що оптимальний хімічний склад композиції для обробки яєць у технології «штучна кутикула» є наступним: хітозан (кислоторозчинний) у надоцтовій кислоті (рН 3,0), 0,1-3,0; ультра-, нанодисперсний діоксид титану (TiO2) в анатазній кристалічній формі (діаметр часток 2,0-0,2 мкм), 0,1-3,0; жовтий залізоокисний пігмент (оксид заліза (ІІІ) Fе2O3, 0,1-3,0; пероксид водню (H2O2), 0,5-5,5; сульфат міді (CuSO4), 1,0-2,5; пом’якшувач води (ЕДТА) 0,1; мікроелементи (магній, кобальт, цинк), 0,1 та вода до 100 мас. %. Експериментально доведено, що використання композиції для утворення на інкубаційних яйцях курей захисного покриття «штучна кутикула», що складається з кислоторозчинного хітозану, надоцтової кислоти (НОК), ультра-, нанодисперсного діоксиду титану TiO2, жовтого залізоокисного пігменту (оксиду заліза (ІІІ) Fе2O3, пероксиду водню (H2O2), сульфату міді (CuSO4), забезпечує підвищення показнику виводимості яєць курей на 6,3-20,3%, стимулює розвиток ембріонів, дозволяє знизити кількість патогенної мікрофлори на поверхні яєць протягом інкубації на 98,6-99,03% від контролю, сприяє покращенню збереженості молодняку курей (на 2,9%). Винайдена емпірична залежність – збільшення прояву позитивного ефекту технології «штучна кутикули» на перебіг інкубаційного процесу тісно корелює зі зниженням якісних показників яєць і зниженням вихідного показнику виводимості, притаманного певним породам та кросам курей. Доведено механізм дії хімічних складових «штучної кутикули» на інкубаційні яйця курей, який складається з наступних стадій: 1) розрихлення пероксидними сполуками кальцитного шару шкаралупи яєць, що поліпшує газообмін та обмін речовин ембріонів протягом інкубації; 2) знищення мікроорганізмів на поверхні яєць пероксидними сполуками, наночастками оксидів титану та заліза і іонами міді; 3) запобігання вторинної контамінації яєць на пізніх стадіях інкубації газопроникною хітозановою плівкою. Науковий рівень і новизна одержаного наукового результату: Використання технології «штучна кутикула» зумовлює поліпшення обміну речовин ембріонів, про що свідчить вірогідне підвищення вмісту у сироватці крові і тканинах добового молодняку курчат (Ломанн браун): гемоглобіну, заліза, міді, загального білку, лізоцимної активності, загальних ліпідів, холестерину, кальцію, креатинину, а також оптимізує вуглеводневий та кальцій-фосфорний обмін (зниження вмісту глюкози, α-амілази та фосфору). Практична значимість одержаного наукового результату: Виробничими дослідами доведено, що підвищення показників виводимості при використанні технології «штучна кутикула» залежить від генетичних особливостей птиці (породи, кросу) і варіює від 6,3% (Бірківська барвиста) до 20,3% (Полтавська глиняста). Експериментально показано, що використання технології «штучна кутикула» поліпшує стан обміну речовин та імунний статус молодняку курей без застосування синтетичних препаратів, зокрема антибіотиків, синтетичних біоцидних речовин, інших екологічно небезпечних інгредієнтів.
