Сахаристая кормовая добавка для медоносных пчел

Сахаристая кормовая добавка для медоносных пчел

Реферат

Изобретение относится к сельскому хозяйству, отрасли пчеловодства и может быть использовано в качестве сахаристой кормовой добавки при кормлении медоносных пчел.

Сахаристая кормовая добавка представляет сироп, полученный методом ферментативного гидролиза кукурузного крахмала глюкоамилазой и a-амилазой, с добавлением в качестве антиоксиданта дигидрокверцетина.

Известен способ получения корма для пчел (пат. РФ 2104639 от 20.02.1998), включающий нагревание воды до кипения, растворения в ней сахара и охлаждения полученного сиропа до 35-40°C. К недостаткам этого способа относится невозможность получения корма, близкого по своему углеводному составу естественному корму пчел - меду, а также то, что при употреблении этого корма пчелы вынуждены его кондиционировать, т.е. приближать его состав и консистенцию к таковым у меда, что приводит к преждевременному износу организма и сокращению продолжительности жизни пчел.

Известен способ кормления пчел (пат. РФ 2130715 от 1999.05.27). Мед получают путем смешивания натурального меда с соком смесей растений. Полученную смесь меда и соков растений скармливают пчелам в условиях отсутствия естественного взятка для переработки в мед. Синтезированный пчелами мед, обогащенный целебными компонентами растений, обладает повышенной биологической активностью в сравнении с майским разнотравным медом и может быть использован для лечения людей с сердечно-сосудистыми заболеваниями. Недостатком данного способа является получение не стерильного корма по болезням и вредных примесей.

Известен способ кормления пчел, включающий скармливание препарата, содержащего фумагиллиновую кислоту или ее соль с алифатическим амином, аскорбиновую кислоту, натрий сернистокислый, поливинилпирролидон и в качестве наполнителя глюкозу, или лактозу, или фруктозу, или сахарозу, или крахмал (см. RU 2081572, МПК-6, A01K 51/00 от 20.06.1997).

Недостатком данного способа является низкая эффективность использования препарата при скармливании узкая направленность действия, отсутствие лечебно-профилактического действия на расплоде пчел и загрязнение экосистемы пчелиного гнезда.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу и выбранным в качестве прототипа является способ обработки растительного сырья на корм, включающий каталитический гидролиз, осуществляемый в условиях баротермической обработки, при этом в качестве катализатора используют 0,5-1,0% раствор серной кислоты, гидролиз осуществляют в условиях баротермической обработки при температуре 180-200°C под давлением 15-20 атмосфер в течение 4-5 часов при непрерывном перемешивании с последующей нейтрализацией полученной смеси известью, разделением на жидкую и твердую составляющие, жидкую составляющую осушают до выделения сахара-глюкозы (пат. РФ №2371002 публ. от 27.10. 2009 г) (прототип).

Недостатком данного способа является технологическая сложность получения углеводного корма для пчел.

Технической задачей настоящего изобретения является: получение корма максимально приближенного по своему углеводному составу к естественному корму пчел - натуральному меду, сокращение длительности получения корма и его удешевление, стерильного по болезням пчел и свободного от вредных примесей, обладающего лечебно-профилактическими свойствами.

Для приготовления сахаристой добавки для медоносных пчел, использовали инвертированную кукурузную патоку, приготовленную из кукурузного крахмала (ГОСТ 2008-06-05 10:54:23).

Техническое решение данного способа заключается в гидролизе крахмала смесью ферментов глюкоамилазы и альфа-амилазы, при этом глюкоамилазу берут в количестве 0,85% от массы крахмала кукурузного, а альфа-амилазу в количестве 1% от массы крахмала кукурузного, кислотность водного раствора 5,3-5,8 рН и температура процесса 60-65°C, и стабилизации продукта растительным флавоноидом - дигидрокверцитином 0,2-0,4 масс/%, содержание крахмала кукурузного и воды в соотношении 1:3.

Заявленный технический результат достигается за счет использования следующих биологически активных продуктов.

Применяемая в сахаристой кормовой добавке глюкоамилаза происходит от отобранного вида штамма Aspergillus niger., способна вызвать гидролиз, как a-D-1, 6-глюкозидных пунктов ветвления, так и превалирующих а-D-1, 4-глюкозидных звеньев крахмала. Этот фермент высвобождает элементы глюкозы, начинающиеся на конце цепочки крахмала, который не разлагается. Глюкоамилаза способна разложить крахмал полностью на сахара, способные к брожению.

В предложенном изобретении, в свою очередь, используется в качестве добавки альфа-амилаза - гидролитический фермент, участвующий в расщеплении крахмала, гликогена до мальтозы и некоторых других углеводов. Образуется в слюнных железах, пищеварительной железе и поступает, соответственно, в ротовую полость и кишечник, обеспечивая переваривание углеводов пищи. Описание основных технологий производства α-амилазы и глюкоамилазы. А-амилаза (КФ 3.2.1.1; α-1,4-глюкан-4-глюканогидролаза; гликогеназа) является кальций-зависимым ферментом. А-амилаза способна гидролизовать α-1,4-гликозидную связь в полисахаридной цепи крахмала и других длинноцепочечных углеводов. Таким образом, процесс гидролиза приводит к образованию олигосахаридов различной длины [1].

Используемый в добавке дигидрокверцетин - эталонный антиоксидант натурального происхождения, или биофлавоноид. Содержится в большом количестве в смоле сибирской лиственницы. По молекулярному строению и функциям дигидрокверцетин близок кверцетину и рутину, но превосходит их по фармакобиологической активности. Дигидрокверцетин в составе СКД объеме 0,2-0, 4 мас.% явился активным консервантом, сдерживающим окислительные процессы в высокоуглеводосодержащей смеси корма. Дигидрокверцетин растворяют в воде при t=40-60°C или водном растворе спирта (40%) из расчета соотношения дигидрокверцитин: вода 1:20. Данное соотношение обусловлено степенью растворимости продукта в воде. Увеличение его массовой доли в продукте не целесообразно в связи с удорожанием последнего [2].

Примеры выполнения технического решения способа представлены в табл.1.

Таблица 1
Примеры выполнения.
Компоненты	Пример №1	Пример №2
Крахмал кукурузный, кг	4	6
Вода, л	12	15
Ферменты: соотношение, мас.%
глюкоамилаза	0,65	0,85
альфа-амилаза	1,0	1,0
Дигидрокверцетин, мас.%	0,2	0,4
Температура	60	65
Кислотность, рН	5,3	5,8
Время, ч	3	4
Выход сахаров, %	29,3	33,7

По результатам проведенных исследований максимальный выход сахаров был достигнут в примерах 1-2 соответственно 29,3-33,7% при следующих параметрах процесса, содержание крахмала кукурузного и воды 1:3, ферменты глюкоамилаза/альфа-амилаза в соотношении 0,85/1,0 масс.% к крахмалу кукурузному, кислотность водного раствора 5,3-5,8 рН и температура процесса 60-65°C.

Для пчел сахаристую кормовую добавку вносят в кормушки от 1 - 3 литров из расчета дозы 0,01 мг/кг живой массы пчелосемьи.

Результаты исследований сахаристой кормовой добавки (СКД).

Для изучения процесса скармливания медоносных пчел и получения инвертированного продукта с нутриентами определенного качества были изучены физико-химический состав кукурузной патоки, ягодного, пантового сырья. Определение качества меда и количество содержания нутриентов проведено по ГОСТу 19792-87 [3].

На основе изучения закономерностей и трансформации биологически активных веществ в организме пчелы и ее продукции, а так же для разработки усовершенствованных режимов хранения, исследовали физико-химический состав сахаристой кормовой добавки (табл.2). Выявлено углеводно-белковое, витаминно-минеральное и соответствующие калорийное содержание продукта корма пчел. В опытном варианте по скармливанию сахаристой кормовой добавки, содержание суммы сахаров в процентном отношение показало в СКД- 29,3 в сахарном сиропе 13,3%.

Таблица 2
Физико-химический состав СКД в 100 г продукта
№ п/п	Наименование	Количество
1.	Белки	ел. г
2.	Жиры	0,3 г
3.	Углеводы	88,3 г
4.	Моно- и дисахариды	43,3 г
5.	Крахмал	35 г
6.	Зола	0,4 г
7.	Кальций	36 мг
8.	Магний	17 мг
9.	Фосфор	18 мг
10	Железо	100 мкг
11.	B3	сл.
12.	Вода	21 г
13.	Калорийность	353,2 ккал

Энергия (калорийность) пищи аккумулируется в пищевых веществах (белках, жирах и углеводах). Известно, что 1 г жиров дает 9 ккал, 1 г углеводов - 4 ккал, а 1 г белков - 4 ккал.

Подкормка медоносных пчел проводилась в нескольких вариантах.

Испытания углеводной кормовой добавки проводились на производственной пасеке ФГУП Новосибирской зональной станции садоводства Россельхозакадемии. С этой целью 15 сентября 2011 г. были подобраны четыре группы пчелиных семей, по 10 семей в каждой, одинаковых по силе (3-3,5 кг медоносных пчел) и количеству углеводных кормов (на 7 рамках по 20-25 кг кормового меда).

По первому варианту применяли подкормку медоносным пчелам - сахаристая кормовая добавка с применением дисперсного порошка подмора пчел (макро-микро добавки, белок).

Во втором варианте - сахаристая кормовая добавка была близка к меду не только по углеводному составу, но и содержала белок, жиры, витамины, аминокислоты, минеральные вещества, присущие натуральному корму пчел.

В третьем варианте - применяли сахарный сироп в отношении 1:5, (вода и сахар) - контроль.

За десятидневный период каждой из семей было скормлено около 20 л сахаристой кормовой добавки и 10 л сахарного сиропа. Оценка результатов испытания скармливания проводилась по определению качества подкормки на перенос корма медоносными пчелами и сохранность семьи.

В течение всего опыта проводился ежедневный контроль за количеством потребляемого корма. В дальнейшем сравнивали образцы корма: сахарный сироп и инвертированный сироп из трех вариантов (табл.3).

Исследование кормов в опыте показали, что содержание сахаров в сахаристой кормовой добавке их составило 29,3%, в сахарном сиропе соответственно 13,3%.

Таблица 3
Влияние переноса корма медоносными пчелами в соторамки кормового запаса одной семьей
№ п/п кормодни	забранный корм пчелами, мл
1 вариант СКД + подмор	2 вариант СКД	3 вариант сахарный сироп (1:5) (контроль)
1	58,8	65,3	67,3
2	59,6	60,5	66,9
3	68,3	62,6	70,3
4	66,7	68,9	85,4
5	67,1	66,3	86,5
6	69,9	70,5	83,4
7	68,5	77,3	89,5
8	73,6	76,6	86,7
9	75,4	74,2	90,5
10	79,6	79,4	88,8
Всего	687,5	701,6	815,3

Существенного уровня изменения забора корма пчелами, по сравнению с контрольным, не выявлено. Из табл.3 видно, в первом варианте забор корма пчелами составил 68,8%, во втором 70, 2% и контроле соответственно 81,5%. В опыте отмечена нормальная динамика забора пчелами корма и переноса в пустые соторамки в трех вариантах.

Для оценки качества разных сиропов проводилась серия опытов. Первоначально осуществляется подготовка трех групп по 3 шт. энтомологических садков в каждой, затем помещали в садки по 20 однодневных пчел одного происхождения, вышедших пчел из ячеек расплодной рамки.

Первая группа пчел получала в качестве корма сахаристую кормовую добавку (СКД) с дисперсным порошком подмора.

Вторая группа пчел получала в качестве корма сахаристую кормовую добавку. Контрольная группа пчел получала сахарный сироп (1:5) (табл.4).

Таблица 4
Поедаемость корма медоносными пчелами мл
№ п/п кормодни	Поедаемость корма пчелами, мл
1 вариант СКД + подмор	2 вариант СКД	3 вариант сахарный сироп (1:5) (контроль)
1	1,2	0,7	1,3
2	0,8	0,8	1,1
3	0,8	0,6	0,8
4	0,9	0,9	0,8
5	0,7	0,7	0,8
6	0,9	1,5	0,8
7	0,7	0,8	0,9
8	0,8	0,9	0,7
9	0,8	0,7	0,8
10	0,9	0,6	0,8
Всего	8,5	8,2	8,8

В табл.4 представлены данные подтверждающие динамику поедаемости корма в опыте незначительно отличающуюся от контроля.

Результаты кормления пчел сахаристой кормовой добавкой показали, поедаемость корма и продолжительность жизни опытных групп пчел не отличались от контрольных насекомых. Действенную концентрацию препарата проверяли по продолжительности жизни пчел. Продолжительность жизни пчел наблюдали в течение 30 дней в трех повторностях каждого опыта (табл.5).

Таблица 5
Продолжительность жизни пчел наблюдали в течение 30 дней в трех повторностях каждого опыта
варианты	корма	Продолжительность жизни пчел (дни)
1	СКД (патока) + подмор	38,53±1,57
2	СКД (патока)	24,63±0,78
3	контроль сахарный сироп	28,92±1,37
4	контроль аскорбиновая кислота	27,15±1,79
Срок жизни опытных пчел других групп не отличаются от контрольных насекомых

В результате проведенных исследований было установлено, СКД в первом варианте достоверно увеличивала продолжительность жизни опытных пчел по сравнению с контрольными, получившими сахарный сироп и патоку (td=6,1) табл.5.

Анализ результатов второго опыта показал, что по продолжительности жизни (td=3,5) пчелиные семьи опытных групп не отличались от контрольных. Пчелы, получавшие патоку, подмор пчел в первом варианте, жили 38,53±1,57, аскорбиновую кислоту - 27,15±1,79, чистый сахарный сироп 28,92±1,37 дней. Оптимальная концентрация сахаристой кормовой добавки приведена в табл.6.

Таблица 6
Обоснование концентрации препарата в качестве лечебно-профилактического средства в сравнении с СКД.
Наименование препарата	Концентрация препаратов в корме, %	Продолжительность жизни пчел (дни)
Апистат	1,0	24,86±3,26
Апистат	0,1	38,53±1,57
Апистат	0,05	36,35±1,75
Апистат	0,01	30,54±2,53
Апистат	0,001	28,92±1,37
Сахарный сироп	100	22,35±3,30
Кандисил (контроль)	0,20	28,19±3,03
Масло копетдагской Полыни (контроль)	1	22,63±4,31
ВЭСП	0,1	24,63±0,78
Сахаристая кормовая добавка	100	39,5±3,53
Срок жизни опытных пчел других групп не отличаются насекомых от контрольных

В результате проведенных исследований было установлено, что сахаристая кормовая добавка в концентрации 100% достоверно увеличивала продолжительность жизни опытных пчел (Р<0,001), по сравнению с контролем (сахарный сироп и масло копетдагской полыни).

Литература:

1. Жеребцов Н.А. «Амилолитические ферменты в пищевой промышленности». М.: Легкая и пищевая промышленность 1984 г.

2. http://www.ametis.ru/production/lavitol-dihydroquercetin Свидетельство о государственной регистрации 77.99.26.9.У.2490.4.07 от 12.04.2007 г.

3. ГОСТ 19792-87. Мед натуральный. Технические условия.

Сахаристая кормовая добавка для медоносных пчел, полученная на основе ферментативного гидролиза кукурузного крахмала, растворенного в воде при соотношении 1:3, при этом используют смесь ферментов глюкоамилазы и альфа-амилазы, причем глюкоамилазу берут в количестве 0,85% от массы крахмала кукурузного, а альфа-амилазу - в количестве 1,0% от массы крахмала кукурузного при кислотности водного раствора 5,3-5,8 рН, температуре процесса 60-65°C и стабилизации продукта растительным флавоноидом - дигидрокверцитином 0,2-0,4 мас.%.