Методы оценки санитарно-гигиенического состояния воздуха животноводческих помещений

Цель занятия. Изучить правила отбора проб воздуха, методы определения санитарно-гигиенического состояния воздуха помещений для животных.

Содержание и методика проведения занятия. Внешняя среда является одним из основных факторов, определяющих жизнедеятельность и поведение животных. Чтобы получить от животных максимальную продуктивность, необходимо поддерживать в помещениях оптимальный, то есть наилучший микроклимат. Оптимальный микроклимат – это комплекс действующих факторов внешней среды, который способствует наилучшему проявлению физиологических функций организма птицы и получению от нее максимальной продуктивности.

Другими словами, для того, чтобы животные были в нормальным физиологическом состоянии, и их организм с наименьшим напряжением производил продукцию, требуются не только корма, но и оптимальные параметры тепла, влаги, света и других факторов. В зависимости от возраста животных, физиологического состояния, породы, сезона года возникающие отклонения факторов необходимо регулировать, доводя до нормы. Поэтому применяется еще одно понятие «регулируемый микроклимат».

Регулируемый микроклимат – это такой микроклимат, который может изменяться человеком при помощи технических средств в зависимости от требований организма животных, его биологической особенности и физиологического состояния в целях получения максимальной продуктивности. Таким образом, оптимальный и регулируемый микроклимат – это два различных понятия.

Оптимальный микроклимат – цель, регулируемый микроклимат – средство для достижения этой цели.

Температура воздуха – один из основных факторов микроклимата, влияющий на теплорегуляцию организма и интенсивность обмена веществ. Действие температуры зависит от ее интенсивности, длительности, а также от сочетания с другими факторами внешней среды. Так, низкая температура вызывает увеличение теплоотдачи и, следовательно, усиленное теплообразование, что связано с изменением обмена веществ.

Для измерения температуры воздуха в помещениях применяют ртутные, спиртовые и толуоловые термометры, термографы. Наибольшее распространение получили ртутные термометры. Это объясняется их большей точностью и возможностью применять в широких пределах (от минус 35 до плюс 375º C). Спиртовые термометры менее точные, так как спирт при температуре выше 0º C расширяется неравномерно. Толуоловые термометры можно применять в любых условиях.

Температуру воздуха измеряют три раза в сутки в одно и то же время в трех зонах по вертикали:

А) в коровниках – 0, 6 м от потолка, 0, 5 и 1, 2 м от пола;

Б) в свинарниках – 0, 6 м от потолка, 0, 3 0, 7м пола;

В) в птичниках при напольном содержании – 0, 6 м от потолка, 0, 2 и 1, 5 м от пола.

Точки измерения – середина помещения и два угла по диагонали на расстоянии 0, 8 и 1, 5 м от стен.

Методы контроля освещенности помещений. Различают освещенность естественную, искусственную и комбинированную.

Для оценки естественной освещенности животноводческих помещений применяют геометрический (косвенный) и светотехнический (прямой) методы.

По геометрическому методу нормы естественного освещения определяют путем вычисления светового коэффициента – отношения площади окон к площади пола. Этот способ недостаточно точен, так как не характеризует при одном и том же коэффициенте равномерность освещения площади здания.

Для более точного определения освещенности животноводческих помещений используют светотехнический (прямой) метод, заключающийся в определения коэффициента естественной освещенности (КЕО) – отношение освещенности точки, находящейся в помещении, к освещенности горизонтальной плоскости, расположенной вне помещения под открытым небом.

Для определения естественной и искусственной освещенности и наружного освещения применяют люксметры.

Для оценки объективной освещенности измеряют освещенность 1–2 раза в неделю через каждые 2 часа, измерение проводят в двух точках, а затем определяют среднюю величину.

Методы контроля санитарного состояния воздуха помещений. При оценке санитарного состояния воздуха птичников определяют общее микробное число и количество санитарно-показательных микроорганизмов (сальмонелла, стафилококки, кишечная палочка). Для взятия проб воздуха используют седиментационный метод (Аликаев В.А. и др., 1982). По этому способу микрофлора воздуха под воздействием гравитации оседает в чашки Петри на поверхность питательной среды.

Общее микробное число (ОМЧ) в 1м³ воздуха определяют на мясо-пептонном агаре (МПА), стафилококков (Staph) – на молочно-солевом агаре, сальмонеллы (Salm) – на среде Гарро, бактерий группы кишечной палочки (E. coli.) – на среде Эндо.

В каждом помещении пробы берут в различных местах, чтобы иметь точные данные об обсемененности воздуха микроорганизмами. Точки исследования выбирают с учетом технологии выращивания птицы, системы содержания, как правило, в начале помещения (3–5 м от торцевой части), середине и в конце (3–6 м от противоположной торцевой стороны). Причём эти точки должны располагаться по диагональной линии от одного угла помещения (например, левого) до противоположного (правого). В каждой точке, кроме того, замеры проводят при напольном содержании птицы по вертикали на расстоянии 0, 2 м от пола, при клеточном размещении птиц точки замеров выбирают в проходе между батареями на уровне средних ярусов клеток. Чашки Петри с питательными средами оставляют открытыми на пять минут, затем их закрывают крышками и переносят в термостат с температурой 37⁰С для инкубации микроорганизмов на 48 часов – в начале загрузки и на 24–28 часов, если возраст птицы более 20 суток.

Материалы и оборудование. Счетно-вычислительная техника, справочный материал. Рабочая тетрадь.

Задание 1. Освоить методы определения температуры, освещенности, правила отбора проб воздуха.

Задание 2. Определить естественную освещенность учебной аудитории.

Вопросы для самоконтроля

1. Назовите приборы для измерения температуры воздуха животноводческих помещений.

2. Как правильно измерить температуру воздуха?

3. Какие методы применяют для оценки освещенности помещений?

4. Как правильно отобрать пробы воздуха для оценки санитарного состояния воздуха?

Практическое занятие 6.

Оценка биологической ценности пищевых яиц

Цель занятия. Изучить основные показатели питательной и биологической ценности пищевых яиц.

Содержание и методика проведения занятия. Пищевые яйца являются одним из главных источников высокоценных белков, жиров и углеводов. Кроме этих питательных веществ в яйцах содержатся различные биологически активные вещества.

1. Витамины – это большая группа биологически активных веществ разнообразной химической природы, которая обеспечивает нормальное течение биохимических и физиологических процессов в организме. Несмотря на их функциональное многообразие, они высокоактивные биологические регуляторы обмена веществ, роста и развития. В этом их отличие от ферментов, служащих катализаторами биохимических реакций в организме.

Витамины – необходимая составная часть пищевых и кормовых рационов в очень малых дозах (мкг, мг). Большинство из них не синтезируются в организме человека и животных, поэтому должны постоянно поступать с пищей (кормом). Дефицит в организме приводит к гиповитаминозам, общими признаками которых является снижение иммунитета, повышенная утомляемость, возникновение различных заболеваний.

Все известные витамины систематизированы на основе химической природы, биологического эффекта и физико-химических свойств. По признаку растворимости они подразделяются на две группы: жирорастворимые (A, D, Е, К) и водорастворимые (группа В, С, РР, Н). Растворимые в воде используются организмом в течение первых суток, поэтому постоянно должны поступать с пищей, жирорастворимые имеют период биотрансформации 3–5 суток и могут накапливаться в печени.

В содержимом куриного яйца витамины распределяются неравномерно, причём в белке в основном витамины группы В, все жирорастворимые и большинство водорастворимых – накапливаются в желтке. Кроме витаминов, большое значение для человека и животных имеют примыкающие к ним по функциональным свойствам пигменты – каротиноиды, сосредоточенные также в желтке. Многие витамины, особенно жирорастворимые, накапливаются в яйцах (и мясе) пропорционально их включению в комбикорм для птицы.

Среди жирорастворимых особенно важную роль играют витамины А и Е не только как факторы обмена веществ, роста молодняка и воспроизводительной способности, но и как природные антиоксиданты, иммуномодуляторы и иммуностимуляторы. Наличие их в пищевых жирах и маслах улучшает физико-химические свойства последних, увеличивает срок хранения и использования кормов и продуктов питания. Исследования последнего времени показали, что совместное действие витаминов А, Е и С с бета-каротином обеспечивает надёжную комплексную защиту организма от оксидантного стресса.

В таблице 1 приведён адекватный уровень (норма) потребности в витаминах для взрослых людей. Одно свежее яйцо высокого качества удовлетворяет суточную норму в B₁₂ – на 50%, А – на 22, 5%, D – на 22, 0%, В₂ – на 12, 5%. При потреблении 100 г яичной массы или двух яиц в день можно достичь полного насыщения витамином B₁₂ и биотином. Полная потребность человека в других витаминах обеспечивается в меньшей степени.

Таблица 1 – Потребность в витаминах взрослых людей

*Рациональное питание. Рекомендуемые уровни потребления пищевых и биологически активных веществ. Методические рекомендации, М.: 2004.

Куриные яйца – один из немногих пищевых продуктов, являющихся источником витаминов D, К и особенно холина. Холин играет важную роль в развитии мозга и памяти у человека. Одно яйцо массой 60 г содержит почти половину суточной потребности холина. Лучшим его источником для человека считают яичный желток.

В пищевых яйцах в среднем 30 мкг/100 г витамина Н – биотина. Он представляет сложную органическую кислоту, впервые выделенную из яичного желтка. Известно, что потреблённый в большом количестве белок сырых яиц – аллерген для человека. Однако этот негативный фактор нейтрализует биотин, присутствующий в желтке.

Таким образом, яйца в той или иной степени – поставщики практически всех витаминов. Содержание некоторых в одном яйце обеспечивает половину суточной потребности человека. В достаточном количестве в яйце есть редкий жирорастворимый витамин К; из водорастворимых – кроме биотина, витамин В₁₂.

2. Каротиноиды. Бета-каротин. Каротиноиды – органические соединения обширного класса терпеноидов, включающих также эфирные масла, фитогормоны, млечный сок и другие. Человеческий глаз различает каротиноиды от жёлтых до красных в диапазоне 400–600 нанометров (нм). Длинная цепь сопряжённых двойных связей углеводородов в молекулах каротиноидов позволяет отнести их к природным пигментам.

В зависимости от степени поглощения каротиноиды разделяют на две группы: каротины и ксантофиллы. Каротины не содержат атомов кислорода, являются чистыми углеводородами и обычно имеют жёлтый цвет. Наиболее известный представитель этой группы – бета-каротин. Ксантофиллы характерны наличием кислородсодержащих функциональных групп. Они имеют почти в 2 раза большую интенсивность окраски, чем каротины.

В природе насчитывают около 60 каротиноидных пигментов. Источники их чрезвычайно разнообразны: трава и листья, лепестки цветов (особенно календулы), водоросли, корни, семена и плоды многих растений. Весьма богаты каротиноидами морковь, тыква, томаты, перец, облепиха, шиповник; из сельскохозяйственных культур – кукуруза и люцерна (травяная мука). Каротиноиды защищают ткани растений от агрессивного кислорода и окислительной деградации (разрушения).

Животные не способны к их синтезу и получают с кормом. Основная роль пигментов в организме – метаболизм комплекса биологически активных соединений, а также их предшественников. Придание продукции определённого цвета – чрезвычайно важный эффект накопления каротиноидов в органах и тканях. Окраска желтка яиц и кожных покровов птицы зависят от цвета каротиноидов, их глубины и оттенков.

В организме животных они проявляют устойчивую антиоксидантную активность и стимулируют иммунную защиту. Установлено, что бета-каротин эффективный иммуностимулятор и стабилизатор репродуктивной функции (к примеру, яйценоскости у кур), а также катализатор многих биохимических процессов, поддерживающих здоровье человека, предохраняя его от вредного влияния ультрафиолетовых лучей.

Одна из важнейших функций каротинов – А-провитаминная активность. Витамин А может быть получен только путём преобразования каротинов растений (корма), прежде всего бета-каротина. При его включении в корм для кур-несушек увеличивается содержание витамина А в желтке и его окраске. Естественно, что добавка в комбикорм ксантофиллов (лютеин, зеаксантин, криптоксантин) в большей степени усиливает цвет желтка, но не влияет на образование в нём витамина А.

Совсем недавно было доказано, что в развивающемся организме каротиноиды предохраняют его от разрушений, вызываемых свободными радикалами. У птицы в эмбриогенезе и в первые дни жизни это осуществляется главным образом благодаря каротиноидам желтка.

В пищевой цепочке: растение – каротиноиды желтка – организм человека куриные яйца являются для последнего надёжным источником натуральных антиоксидантов

3. Пигментированные желтки яиц и их визуальная оценка (по цветовому вееру БАСФ). Цвет желтка – один из основных визуальных показателей их качества. Потребители в подавляющем большинстве предпочитают яйца с естественно окрашенным желтком – насыщенного жёлтого (золотистого) или ярко-оранжевого цвета. В массовом производстве яичных и кулинарных продуктов также должна быть приятная (аппетитная) окраска желтка. Для определения содержания каротиноидов в нём применяют цветные веера БАСФ или Рош.

На фото приведены пять лучших вариантов окраски желтков яиц – от ярко-оранжевого до насыщенного жёлтого – с соответствующим содержанием в них каротиноидов (30–16 мкг/г). Часть цветного веера БАСФ имеет 10 градаций окраски – от жёлтой до бледно-жёлтой, что указывает на более низкую концентрацию каротиноидов (15–2 мкг/г).

Яйца с красным или красно-оранжевым желтком можно отнести к редким продуктам. К примеру, в Индии для различных целей производят пигмент олеоризин – натуральный краситель, экстрагируемый из красного перца (Byadagi). При внесении в корм несушек он придаёт желтку устойчивый красный цвет. Аналогичные результаты получают при использовании ярко окрашенных пигментов других видов растений. Однако если использовать синтетические препараты каротиноидов, то они, переходя в желток, быстро разрушаются.

В условиях промышленного производства яиц уровень каротиноидов зависит от их содержания в комбикорме (табл. 2). Наиболее важными источниками для птицы являются травяная мука и кукуруза. Травяная (люцерновая) мука содержит больше всего (140–150 мг/кг) лютеина и бета-каротина, которые окрашивают желток в насыщенный жёлтый цвет.

Таблица 2 – Содержание каротиноидов в яйцах и комбикорме

Среди зерновых только кукуруза имеет в своем составе небольшое количество зеаксантина (до 20 мг/кг), придающего желтку оранжево-красный цвет. Кукурузно-глютеновая мука отличается высоким содержанием зеаксантина – до 300 мг/кг и в меньшей степени лютеина – 120 мг/кг.

Поступающие в продажу пищевые яйца имеют различный уровень каротиноидов и соответственно окраску желтков: от светло-жёлтой до ярко-оранжевой (редко красной). Желток яиц от кур, разводимых в приусадебных хозяйствах, интенсивно окрашен, чаще всего ярко-оранжевый, что связано с большим потреблением свежей зелени и травяной муки. Норма суточной потребности взрослого человека составляет (мг): каротиноиды – 15, из них бета-каротин – 5, лютеин – 5, ликопин – 5; отдельно учитывается зеаксантин – 1, астаксантин – 2.

Новейшие исследования учёных показали, что человеческий организм лучше усваивает лютеин из пищевых яиц, чем из любого другого источника. Он быстро включается в кровоток благодаря наличию в желтке фосфолипида-лецитина. Оказалось достаточным поступление в организм 6 мг для достижения положительного эффекта. Недостаток его, особенно у пожилых людей, считается фактором риска, связанным с дегенерацией сетчатки глаз. Лютеин и другой каротиноид зеаксантин аккумулируют жёлтый пигмент, хорошо защищающий глаза человека.

В некоторых странах Европы в рамках национальных стандартов проводится контроль комбикормов для птицы по содержанию каротиноидов, уровень которых должен быть 11–15 г/т. Это позволяет получать высококачественные пищевые яйца с насыщенной окраской желтка и оптимальным содержанием в них каротиноидов. Там, где этого не делают, в продажу поступают яйца от светло-жёлтого (бледного) до любого другого цвета. В последние годы проблема масштабного производства яиц улучшенного качества успешно решается в отечественном промышленном птицеводстве.

4. Макро- и микроэлементы. Минеральные вещества относятся к жизненно необходимым компонентам питания с разнообразными физиологическими функциями. Они играют важную роль в формировании и построении тканей организма, в первую очередь костей скелета (кальций, фосфор). Большое значение они имеют в образовании белка, принимают участие в ферментативных процессах. Многие микроэлементы (магний, цинк, селен, марганец и другие) являются активаторами обмена веществ и кофакторами ферментов.

Макро- и микроэлементы необходимы для поддержания щёлочно-кислотного равновесия и определённой концентрации ионов водорода, нормализации водного обмена. Особенное значение имеют отдельные минеральные вещества в кроветворении и процессах тканевого дыхания. И, наконец, они как незаменимые факторы питания предупреждают ряд заболеваний: эндемический зоб, остеопороз, рахит и другие.

Минеральные вещества подразделяют на макро- и микроэлементы. По принятой классификации к макроэлементам причисляют кальций, фосфор, калий, натрий, хлор, магний, серу, их концентрация в организме составляет от 0, 01% и выше.

К микроэлементам относят все остальные минеральные вещества, многие из которых, несмотря на незначительную массу, выполняют важнейшие биологические функции. Микроэлементы – железо, марганец, цинк, медь, йод, селен, кобальт, молибден, хром и фтор, считаются необходимыми для человека и животных.

В настоящее время установлено, что в курином яйце содержится 47 различных макро- и микроэлементов. Если приплюсовать ещё четыре органических элемента – кислород, углерод, водород и азот, то получится более 50 биоэлементов. Теоретически считается, что в животных и растительных организмах в том или ином количестве должны быть все элементы Периодической системы Менделеева.

Большая роль многих макро- и микроэлементов в пищеварительных процессах и обмене веществ, в биосинтезе и клеточном метаболизме дала основание ввести в научный оборот термин «биоэлементы». Это в первую очередь те минеральные вещества, которые участвуют в обменных процессах, содержатся в живом организме и его продуктах.

Исследованиями установлена зависимость между биоэлементами и белковым обменом у животных. Минеральные вещества взаимосвязаны и с витаминами яйца. Многие микроэлементы принимают активное участие в синтезе отдельных витаминов, воздействуют на многообразные функции, а также способствуют их использованию организмом.

В курином яйце минеральных веществ больше всего в скорлупе: кальция – в среднем 2 г, плюс 14 химических элементов. При формировании скорлупы кальций (Са) поглощается из крови в ионизированной форме и откладывается в виде кристаллического карбоната кальция. Кальций – наиболее распространённый минеральный элемент в организме человека и животных.

Среди биоэлементов пищевых яиц следует в первую очередь выделить железо, необходимое для лечебно-профилактического питания. Известно, что недостаток железа в организме животных и человека приводит к малокровию – анемии. В яичном белке и желтке оно содержится в органической форме, что наряду с полноценным аминокислотным и витаминным составом определяет диетические свойства куриных яиц.

Многие биоэлементы яиц – кальций, железо, йод, медь, цинк, сера, марганец – входят в состав различных органических соединений, главным образом протеидов. Особенно сильное влияние на жизнедеятельность организма оказывают биологически активные соединения, содержащие железо и серу. В первом случае это составная часть гемоглобина, во втором – часть серосодержащих аминокислот метионина и цистина.

Основные запасы минеральных веществ находятся в желтке. Здесь 80% всего фосфора, большая часть кальция, магния, железа, калия, натрия, хлора и серы. Куриные яйца как продукт питания являются существенным источником серы (220 мг%); достаточно много в них хлора (134 мг%) и натрия (159 мг%). Содержание минеральных веществ в пищевых яйцах приведено в таблице 3.

Таблица 3 – Содержание минеральных веществ в пищевых яйцах

Количественный и качественный состав минеральных веществ куриных яиц подвержен значительным изменениям и зависит в основном от состава рациона кур-несушек. Тем не менее, в белке и желтке яиц соотношение отдельных биоэлементов почти не изменяется, хотя общее их количество может колебаться. Получить яйца с желательным повышенным уровнем макро- и микроэлементов вполне возможно, включая в рацион птицы специальные минеральные корма и кормовые добавки.

В последнее время на многих птицеводческих предприятиях организовано масштабное производство пищевых яиц с повышенным содержанием различных минеральных веществ и витаминов. Хорошие результаты при обогащении селеном и витаминами были получены, в частности, на птицефабрике «Сеймовская» Нижегородской области (табл. 4). Обогащенные яйца торговой марки «Молодильные» содержат 47 мкг/г в одном яйце, что составляет 67, 7% суточной потребности.

Таблица 4 – Содержание витаминов и селена в пищевых яйцах

Селен – эффективное вещество, обладающее иммуностимулирующим и канцеростатическим действием, широким спектром влияния на организм. Это один из немногих микроэлементов, который необходим для антиокислительных защитных механизмов. Регулярный профилактический приём биологически активных добавок селена, так же как и обогащенных им пищевых яиц, оказывает положительное влияние на здоровье человека.

В организме человека содержится 20–50 мг йода, из которых 8 мг в щитовидной железе. Биологическая роль этого элемента связана с участием в составе тиреоидного гормона (тироксина), синтезируемого и секретируемого щитовидной железой. Гормон играет важную роль в обменных процессах, воздействует на психическое и физическое развитие человека, способствует снижению уровня холестерина в крови.

Недостаточное потребление йода особенно в дефицитных по этому микроэлементу природных зонах – источник многих болезней. В ряде опытов при использовании различных источников йода была повышена его концентрация в одном яйце до 70 мкг (при суточной норме 150 мкг), что соответствует рекомендуемому уровню содержания в обогащенном продукте (30–50%). В здоровом питании важны все источники поступления йода, включая и пищевые яйца.

Заключение. В пищевом рационе особое место занимают куриные яйца – натуральный диетический продукт, благоприятно влияющий на здоровье человека. При высокой переваримости и хороших вкусовых качествах в пищевых яйцах имеются практически все питательные и биологически активные вещества. Белок яиц благодаря оптимальному соотношению незаменимых аминокислот и полной усвояемости принят за эталон биологической ценности.

Куриные яйца – это кладовая не только незаменимых аминокислот, но и ненасыщенных жирных кислот, лецитина и бета-каротина, витаминов и макро- и микроэлементов.

Уникальность яиц заключается не только в биохимическом составе и свойствах содержимого, но и в их природной упаковке – скорлупе. Практически это один из немногих продуктов питания, который не поддаётся фальсификации. Пищевые яйца используются в кулинарии для множества простых и сложных блюд в любой национальной кухне.

Достигнутый во многих странах уровень развития птицеводства позволяет иметь в пищевом рационе 50–100 г яичной массы (из свежих яиц и яичных продуктов) и столько же диетического мяса цыплят-бройлеров. Это обеспечивает 30–50% нормы суточной потребности человека в полноценных белках животного происхождения и является важнейшим фактором здорового питания.

Материалы и оборудование. Свежие куриные яйца. Справочный материал. Рабочая тетрадь.

Задание 1. Дать визуальную оценку (по цветовому вееру БАСФ) содержания каротиноидов в представленных образцах яиц.

Вопросы для самоконтроля

1. Перечислите основные группы биологически активных веществ и их роль в организме человека.

2. Перечислите факторы, при применении которых можно повысить содержание в яйцах биологически активных веществ.

Практическое занятие 7.