Анализ влияния введения в рацион коров многоклеточных цианобактерии Spirulina Platensis на переваримость и усвояемость питательных веществ кормов и продуктивность коров

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Цель проекта.

Изучение влияния введения в рацион коров многоклеточных цианобактерии Spirulina Platensis на переваримость и усвояемость питательных веществ кормов, продуктивность коров, состав молока, качество молочных продуктов и их выход из единицы молока - сырья.

Актуальность проекта.

Водоросли имеют фундаментальное значение как источник пищи почти для всех водных организмов в эксплуатируемых водных системах, включая рыбу и моллюсков. Макроводоросли давно уже используются человеком. Структурные углеводы морских макрофитов не усваиваются, но некоторые растворимые углеводы включаются в обмен. Содержание белка в съедобных морских водорослях может составлять до 20-25% сухой массы.

Морские водоросли используются как корм для животных. Водоросли собирают, сушат, измельчают в муку, которую применяют в виде добавок к кормам. В основном используют бурые водоросли - Laminaria, Ascophyllum.

Морские водоросли издавна использовались для получения иода и соды. В настоящее время наиболее важными экстрактами из водорослей, используемые в индустриальном масштабе - альгинаты, агар и каррагинан, которые находят разнообразное применение.

Морские водоросли, выброшенные прибоем на берег, издавна использовались в качестве удобрения на всех побережьях с сельскохозяйственными угодьями. Зеленые водоросли используют в пищу, для очистки сточных вод, в качестве удобрений и корма (Ulva) при выращивании моллюска морское ушко в Японии. Наиболее обещающими применениями морских макроводорослей является их использование в качестве фармацевтических препаратов.

Таблица 1. Использование морских водорослей в мире

Продукт/цена/виды	Производство т/год	Сырой вес т/год
Альгинат - 230 млн US$/год Macrocystis sp., Laminaria sp., Ascophyllum nodosum, Durvillaea sp., Lessonia sp.	27000	500000
Агар - 160 млн US$/год Gelidium sp., Gracilaria sp., Gelidiella sp., Pterocladia sp.	11000	180000
Каррагинан - 100 млн US$/год Eucheuma sp., Chondrus crispus, Gigartina sp., Furcellaria lumbricalis, Hypnea sp.	15500	250000
Корм для животных - 5 млн US$/год Ascophyllum nodosum, Fucus sp.	10000	50000
Удобрения ("Maerl") - 10 млн US$/год	510000	550000
Жидкие удобрения - 5 млн US$/год	1000	10000
Общее использование водорослей в промышленности	1540000
Нори (Nori) - 1800 млн US$/год Porphyra sp.	40000	400000
Вакаме (Wakame) - 600 млн US$/год Undaria sp.	20000	300000
Комбу (Kombu) - 600 млн US$/год ламинариевые	30000	1300000
Общее использование водорослей в пищу	2000000

Талассотерапия. В 1967 г. французский доктор Bonnardiere придумал новое слово - "талассотерапия" (от греческого thalassa или море). Эти приемы использовались в Европе в течение веков. Талассотерапия включает диету из морской пищи и морских водорослей для уменьшения тучности, питье морской воды, купание в горячей морской воде (38,5°С), купание в морской воде, в которой суспендированы бурые водоросли в виде муки, массаж с мукой из келпа и морской водой, плавание в морской воде, претерпевая механические и физические воздействия на мышцы, прикладывание припарок с донной грязью или радиоактивным донным илом, песчаные ванны на берегу и солнечные ванны. Не все из этих применений имеют медико-научное доказательство, но по-видимому, обычаи (и привычки) придают им достоверность (Arasaki, Arasaki, 1983). Во многих европейских странах с помощью такой терапии лечат такие недуги как ревматизм, падагру, невралгию, астму, раны, экземы, геморроид, скрофулез, неврозы, заболевания, связанные со стрессом и старением, восстановление работоспособности (Arasaki, Arasaki, 1983; De Roeck-Holtzhauer, 1991).

Aльготерапия - характерное использование водорослей в медицине или косметической терапии. В Японии Eisenia и Ecklonia добавляют в горячую воду, полагая что это предотвращает или лечит параличи и высокое давление. Такой вид лечения всегда приписывается для страдающих кессонной болезнью.

В Западной Европе морские водоросли (Fucus, Ascophyllum, Laminaria) cмешивают с пастой, а иногда соединяют с другими припарками для использования в качестве пластырей при артритных сочленениях или используют в комбинации с массажем. В некоторых случаях измельченные морские водоросли и вспениватели добавляют в ванну, чтобы сделать кожу красивой (De Roeck-Holtzhauer, 1991). Бурые водоросли часто высушивают, измельчают, перерабатывают в желеобразные (коллоидные пасты) или добавляют в супы, полагая, что это способствует потере веса. Вещества, включая альгинат из бурых водорослей или каррагинан из красных водорослей, используются как средства для поддержания красоты.

Спирулина -- микроскопические водоросли, обитающие преимущественно в теплых водоемах. Спирулина является одним из самых древних видов на Земле, поэтому обладает чрезвычайной приспосабливаемостью к различным природным условиям. В процессе эволюции, проходя жесткие условия конкуренции, клетки спирулины приобрели способность к делению при благоприятных условиях с высочайшей скоростью (удвоение биомассы за 5 ч). Биомасса спирулины пригодна к употреблению как простейшим организмам, так и рыбам и другим животным. Более того, уникальность биохимического состава биомассы спирулины делает привлекательным возможность употребления спирулины людьми как источника важнейших компонентов, участвующих в обмене веществ. Возрастающая нехватка таких веществ в рационе человека, особенно для жителей больших городов и экологически неблагоприятных районов, приводит к различным нарушениям здоровья вплоть до летальных исходов. По многочисленным медицинским заключениям, чтобы не допустить подобных проявлений, врачи рекомендуют употребление биомассы спирулины в качестве пищевой добавки. Регулярное употребление спирулины (1-2 г в день) снижает риск многих заболеваний практически до нуля. Наиболее важным является тот факт, что спирулина, как пищевая добавка, является таким же организмом как и высшие растения (укроп и морковка), употребление которых в пищу, в отличие от искусственных препаратов, не влечет за собой никаких побочных эффектов. Из-за своей полезности биомасса спирулины более полувека является предметом бизнеса во многих странах мира. Поначалу сбор спирулины проводили непосредственно в природных водоемах Африки и Америки, в которых из-за их географического положения и химического состава воды сложились благоприятные условия для роста спирулины. В дальнейшем потребности в спирулине стали возрастать, что привело к разработке технологий выращивания спирулины в искусственных водоемах. На сегодняшний день на коммерческой основе биомассу спирулины производят и потребляют более чем в 60 странах мира: Мексике, России, Японии, Индии, Китае, Таиланде, США, --где производство спирулины превышает тысячи тонн в год.

Размножается S.(A.) platensis при помощи гормогоний - короткоцепочечных, способных к движению, участков нитей, образующихся путем фрагментации материнских трихомов по некридиям (специализированным клеткам, подвергающимся лизису).

Фотосинтезирующим одноклеточным микроорганизмам - микроводорослям отводится определённая роль в решении протеиновой проблемы, а в большей мере, как нетрадиционным источникам биологически активных веществ. Из огромного количества одноклеточных водорослей больше подходят для массового культивирования зелёные протококковые водоросли рода сине-зелёная спиралевидная водоросль - спирулина платенсис Spirulina Platensis. Предпочтение им отдаётся благодаря тому, что их производство не требует особых затрат и может быть налажено непосредственно в хозяйствах.

Среди перечисленных водорослей Spirulina Platensis обладает высокой питательной и биологической ценностью в доступной форме, так как она имеет легкопереваримую мукопротеиновую клеточную оболочку.

В клеточной стенке Spirulina Platensis содержатся альгинаты - уникальные биосовместимые полианионные (кислые) полисахариды, обладающие свойством освобождать организм человека и животных от радионуклидов и тяжёлых элементов типа свинца.

Содержание белка в спирулине значительно выше, чем в сое, а по концентрации каротиноидов, витаминов группы В, Е и других биологически активных веществ она превосходит такие кормовые травы, как люцерна, эспарцет, клевер. По комплексу показателей спирулина признана наиболее перспективным источником протеина, каротиноидов, витаминов и минеральных элементов.

Ряд особых веществ - биопротекторов, биокорректоров и биостимуляторов - не встречаются больше ни в одном продукте натурального происхождения. Это обуславливает свойства спирулины, как лечебно - профилактического средства широкого спектра действия.

В скотоводстве по многочисленным данным широко распространена мука из морских водорослей.

Наряду с публикациями в литературе сведений об использовании в скотоводстве морских водорослей, данные о применении пресноводных водорослей весьма ограничены.

При анализе отечественной и зарубежной литературы мы не нашли научного обоснования влияния введения в рацион лактирующих коров микроводоросли Spirulina platensis на их физиологическое состояние, переваримость корма, усвоение азота корма, молочную продуктивность и состав молока. Отсутствуют данные о результатах воздействия включения в рацион коров спирулины на качество молочных продуктов и их выход из единицы молока - сырья. Это явилось причиной изучения влияния введения в рацион коров спирулины на молочную продуктивность и качество молока и молочных продуктов.

Ожидаемые результаты:

1. Будут культивированны штаммы культуры Spirulina Plantensis;

2. Будут исследованы продуктивности выделенных штаммов цианобактерии по накоплению биомассы;

3. Будут отобранны штаммы микроводорослей и цианобактерии по накоплению биоактивных веществ в биомассе клеток;

4. Будут изучены динамика роста клеток Spirulina Plantensis периодический на каждый месяц;

5. Будут исследованы факторы влияющие на скармливания коров сухой биомассы Spirulina Plantensis;

6. Будет получена биомасса клеток активных коллекционных штаммов микроводорослей и цианобактерии для определения их применение в кормовых добавках;

7. Будет исследованы по биохимическим показателям биомассы многоклеточных культурных штаммов цианобактерии;

8. Будут исследованы сырье-молоко на качества и безопасности после опытных скармлевании в рационе коров сухой биомассы Spirulina Plantensis.

1. Описание проекта

1.1 Вводная часть

Научные интересы руководителя проекта направлены на разрботку технологии производства кормовых добавок . Идея проекта заключается в создании научно обоснованной технологии производства кормовых добавок на основе сухой биомассы Spirulina platensis использовании в качестве кормовых добавок для скормливания рациона коров.

1.2 Цель проекта

Изучение влияния введения в рацион коров микроводоросли Spirulina Platensis на переваримость и усвояемость питательных веществ кормов, продуктивность коров, состав молока, качество молочных продуктов и их выход из единицы молока - сырья.

1.3 Задачи проекта

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Определить химический состав, питательность кормов и рационов лактирующих коров основного рациона (хозяйства) и рационов с введением спирулины в дозе 10 и 20 мг/кг живой массы в сутки;

2. Провести выработку опытных образцов молочных продуктов;

3. Установить выход молочных продуктов из молока - сырья коров, получавших спирулину в разных дозировках;

4. Провести органолептическую оценку молочных продуктов, полученных из молока коров, получавших к основному рациону микроводоросль спирулину;

5. Изучить морфологии штамма Spirulina platensis;

6. Изучить технологию получение биомассы многоклеточных штаммов микроводорослей и цианобактерии;

7. Исследовать биохимические показателей биомассы многоклеточных штаммов микроводорослей и цианобактерии;

8. Исследовать продуктивность и качество молока коров после скормлении микроводоросля Spirulina platensis ;

9. Рассчитать экономическую эффективность от включения в рацион лактирующих коров спирулины в различных дозировках.

1.4 Научная новизна и значимость проекта

Водоросли - группа организмов различного происхождения, объединённых следующими признаками: наличие хлорофилла и фотоавтотрофного питания; у многоклеточных - отсутствие чёткой дифференцировки тела (называемого слоевищем, или талломом) на органы, отсутствие ярко выраженной проводящей системы. Сюда относятся пять-шесть (в зависимости от классификации) отделов эукариот, многие из которых не связаны общим происхождением. Также к водорослям часто относят сине-зелёные водоросли, являющиеся прокариотами. Традиционно водоросли причисляются к растениям. В современной систематике есть тенденция к выделению их в отдельный таксон или даже несколько отдельных царств.

Некоторые водоросли способны к гетеротрофии (питанию готовой органикой), как осмотрофной или адсорбтивной (поверхностью клетки), так и путём заглатывания через клеточный рот (эвглены, динофитовые).

Размеры водорослей колеблются от долей микрометра (кокколитофориды и некоторые диатомовые) до 40 м (макроцистис). Среди многоклеточных водорослей наряду с крупными есть микроскопические (например, спороносная стадия ламинариевых). Таллом бывает как одноклеточный, так и многоклеточный. Среди одноклеточных есть колониальные формы, когда отдельные клетки тесно связаны между собой (соединены стенками или погружены в общую слизь, иногда соединены цитоплазматическими выростами).

Цитология.

Клетки водорослей - вполне типичные для эукариот. Очень похожи на клетки наземных растений (мхов, плаунов, папоротникообразных, покрытосеменных и цветковых). Основные отличия - на биохимическом уровне (различные фотосинтезирующие и маскирующие пигменты, запасающие вещества, основы клеточной стенки и т.д.) и в цитокинезе (процессе деления клетки).

Фотосинтезирующие (и "маскирующие" их) пигменты находятся в особых пластидах - хлоропластах. Хлоропласт имеет две (красные, зелёные, харовые водоросли), три (эвглены, динофлагелляты) или четыре (охрофитовые водоросли) мембраны. Также он имеет собственный сильно редуцированный генетический аппарат, что позволяет предположить его симбиогенез (происхождение от захваченной прокариоты). Внутренняя мембрана выпячивается внутрь, образуя складки - тилакоиды, собранные в стопки - ламеллы: монотилакоидные у красных и сине-зелёных, двух - и больше у зелёных и харовых, трёхтилакоидные у остальных. На тилакоидах, собственно, и расположены пигменты. Хлоропласты у водорослей имеют различную форму (мелкие дисковидные, спиралевидные, чашевидные, звёздчатые и т.д.).

У многих в хлоропласте имеются плотные образования - пиреноиды.

Продукты фотосинтеза, в данный момент излишние, сохраняются в форме различных запасных веществ: крахмала, гликогена, других полисахаридов, липидов. Запасание липидов больше свойственно морским формам (особенно планктонным диатомовым, которые за счёт масла держатся на плаву со своим тяжёлым панцирем), а запасание полисахаридов (включая крахмал и гликоген) больше свойственно пресноводным. Клетки водорослей (за исключением амёбоидного типа) покрыты клеточной стенкой и/или клеточной оболочкой. Стенка находится снаружи мембраны клетки, обычно содержит структурный компонент (например, целлюлозу) и аморфный матрикс (например, пектиновые или агаровые вещества); также в ней могут быть дополнительные слои (например, спорополлениновый слой у хлореллы). Клеточная оболочка представляет из себя или внешний кремнийорганический панцирь (у диатомей и некоторых других охрофитовых), или уплотнённый верхний слой цитоплазмы (плазмалемму), в котором могут быть дополнительные структуры, например, пузырьки, пустые или с целлюлозными пластинками (своеобразный панцирь, тека, у динофлагеллятов). Если клеточная оболочка пластичная, клетка может быть способна к так называемому метаболическому движению - скольжению за счёт небольшого изменения формы тела.

Морфологическая организация таллома.

У водорослей выделяют несколько основных типов организации таллома:

1. Амёбоидный (ризоподиальный)

Одноклеточные организмы, лишённые твёрдой клеточной оболочки и вследствие этого, не способные сохранять постоянную форму тела. Благодаря отсутствию клеточной стенки и наличию особых внутриклеточных структур клетка способна к ползающему движению посредством псевдоподий или ризоподий. Для некоторых видов характерно образование многоядерного плазмодия путём слияния нескольких амёбоидных клеток. Амёбоидное строение могут вторично приобретать некоторые монадные форму путём отбрасывания или втягивания жгутиков.

2. Монадный.

Одноклеточные водоросли, имеющие постоянную форму тела, жгутик(и), часто стигму, а пресноводные - сократительную вакуоль. Клетки активно двигаются в вегетативном состоянии. Часто встречается объединение нескольких монадных клеток в колонию, окружённую общей слизью, в некоторых случаях даже соединяясь между собой посредством плазмодесм. У высокоорганизованных форм с многоклеточным талломом часто имеются расселительные стадии - зооспоры и гаметы, имеющие монадную структуру.

3. Коккоидный.

Одноклеточные, лишённые каких-либо органоидов передвижения и сохраняющие постоянную форму тела в вегетативном состоянии клетки. Чаще всего имеется утолщённая клеточная стенка или панцирь, могут быть различные выросты, поры и пр. для облегчения парения в толще воды. Многим водорослям с данной структурой свойственно образование колоний. Некоторые диатомеи и десмидиевые способны к активному передвижению путём выделения слизи.

4. Пальмеллоидный.

Постоянное, достаточно крупное, как правило, прикреплённое к субстрату, образование из нескольких коккоидных клеток, погружённых в общую слизистую массу. Клетки непосредственно между собой не объединяются - отсутствуют плазмодесмы. Временную стадию жизненного цикла с аналогичной морфологией называют пальмеллевидным состоянием. В такое состояние могут переходить многие монадные и коккоидные водоросли при наступлении неблагоприятных условий, образующиеся при этом пальмеллевидные образования, как правило, мелкие и не имеют постоянной формы.

5. Нитчатый (трихальный).

Клетки соединены в нить, простую или разветвлённую. Нити могут свободно плавать в толще воды, прикрепляться к субстрату, либо объединяться в колонию. Вегетативно нитчатые водоросли размножаются обычно распадом нити на отдельные фрагменты. Рост нитей может идти четырьмя путями: диффузным - делятся все клетки нити, интеркалярным - зона роста расположена в середине нити, апикальным - делением конечных клеток, и базальным - делением клеток у основания таллома. Клетки в нити не имеют жгутиков и могут быть связаны между собой плазмодесмами.

6. Разнонитчатый (гетеротрихальный).

Есть две системы нитей: стелющиеся по субстрату горизонтальные и отходящие от них вертикальные. Горизонтальные нити тесно смыкаются, либо могут сливаться в псевдопаренхиматозную пластинку и выполняют, в основном, опорную функцию и функцию вегетативного размножения, вертикальные нити - преимущественно ассимиляторную функцию. Иногда может наблюдаться редукция, либо чрезмерное развитие тех или иных нитей, приводящее к вторичной утрате или нарушению характерных черт гетеротрихального строения (при редукции вертикальных нитей, например, таллом может представлять собой простую однослойную пластинку, полностью прикреплённую к субстрату.

7. Пластинчатая.

Многоклеточные талломы в форме пластинок из одного, двух или нескольких слоёв клеток. Возникают при продольном делении клеток, составляющих нить. Число слоёв зависит от характера образования перегородок при делении клеток. Иногда слои могут расходиться, и таллом тогда приобретает трубчатую форму (полый внутри), стенки при этом становятся однослойными.

8. Сифональный (неклеточный).

Отсутствуют клеточные перегородки, в результате чего таллом, часто крупный и внешне дифференцированный, формально представляет собой одну клетку с большим количеством ядер.

9. Сифонокладальный.

Таллом представлен многоядерными клетками, соединёнными в нитчатые или иной формы многоклеточные талломы (Siphonocladales).

10. Харофитный (членисто-мутовчатый).

Свойственна только харовым водорослям. Таллом крупный, многоклеточный, состоит из главного побега с ветвями и отходящими от него, иногда ветвящимися, членистыми боковыми побегами. Боковые побеги отходят от главного в области узлов, часть побега между узлами состоит, как правило, из одной крупной клетки и называется междоузлием.

У части сине-зелёных, зелёных и красных водорослей в слоевище откладываются соединения кальция, и оно становится твёрдым. Водоросли лишены корней и поглощают нужные им вещества из воды всей поверхностью. Крупные донные водоросли имеют органы прикрепления - подошву (уплощённое расширение в основании) или ризоиды (разветвлённые выросты). У некоторых водорослей побеги стелются по дну и дают новые слоевища.

Впервые изучено влияние введения в рацион лактирующих коров спирулины на переваримость и усвояемость питательных веществ кормов рациона, молочную продуктивность животных, качество молока и молочных продуктов. Обоснована целесообразность введения в рацион лактирующих коров микроводоросли Spirulina Platensis в качестве комплексной биологически активной добавки в оптимальной дозе.

Практическая значимость работы и реализация результатов исследований. Результаты проведенных исследований позволили получить экспериментальные данные по эффективности скармливания микроводоросли спиру-лина и влиянию на переваримость и усвояемость кормов рациона лактирующих коров, повысить качество молока и молочных продуктов, снизить расход молока на единицу продукции.

Водоросли - главные производители органических веществ в водной среде. Около 80% всех органических веществ, ежегодно создающихся на земле, приходится на долю водорослей и других водных растений. Водоросли прямо или косвенно служат источником пищи для всех водных животных. Известны горные породы (диатомиты, горючие сланцы, часть известняков), возникшие в результате жизнедеятельности водорослей в прошлые геологические эпохи. Водоросли участвуют в образовании лечебных грязей.

Пищевое применение.

Некоторые, в основном морские, употребляются в пищу (морская капуста, порфира, ульва). В приморских районах водоросли идут на корм скоту и удобрение. В ряде стран водоросли культивируют для получения большого количества биомассы, идущей на корм скоту и используемой в пищевой промышленности.

Съедобные водоросли - богатый минеральными веществами, особенно йодом, продукт - используются в восточноазиатских кухнях. Одно из самых популярных блюд с водорослями - суши.

Многие водоросли - важный компонент процесса биологической очистки сточных вод.

В фармацевтической промышленности.

Из водорослей получают: студне - и слизеобразующие вещества - агар-агар (анфельция, гелидиум), агароиды (филлофора, грацилярия), карраген (хондрус, гигартина, фурцелярия), альгинаты (ламинариевые и фукусовые), кормовую муку, содержащую микроэлементы и йод.

Биотопливо.

Из-за высокой скорости размножения водоросли нашли применение для получения биомассы на топливо.

Водоросли широко применяют в экспериментальных исследованиях для решения проблем фотосинтеза и выяснения роли ядра и других компонентов клетки.

При производстве кормовых добавок, перспективным является использование природных биологически активных субстанций, которые обеспечивают коррекцию стандартного кормового рациона и состава получаемых продуктов птицеводства по недостающим нутриентам..

В связи с этим большой интерес представляет использование сине-зеленой микроводоросли спирулины платенсис. Спирулина имеет уникальный биохимический состав, содержит широкий набор биологически активных веществ - витаминов, макро- и микроэлементов, аминокислот и функциональных пигментов.

В настоящее время имеются сведения о применении биомассы спирулины в птицеводстве в качестве источника каротина и средства повышения выводимости и сохранности цыплят, прироста живой массы и снижения кормовых затрат.

Уникальность состава спирулины сочетается с уникальностью и многообразием ее фармакологических свойств. Результаты исследований ученых различных областей доказывают, что спирулина малотоксична, не оказывает негативного влияния на животных в условиях субхронического поступления в организм. Также не выявлено местного раздражающего действия и аллергических свойств спирулины, она не изменяет суточный диурез.

Спирулина, многократно вводимая в организм животных, не оказывает негативного влияния на белоксинтезирующую и детоксицирующую функции печени, не вызывает мембранотоксического эффекта, то есть не обладает гепатотоксическим действием.

Спирулина, используемая в качестве биологически активной добавки, способствует поддержанию высокого уровня гемоглобина и эритроцитов в крови. Наиболее ценными считаются иммуномодулирующие, липидокоррегирующие и антикоагулянтные свойства спирулины.

Ценный минеральный состав водоросли значительно изменяет показатели минерального обмена организма.

В настоящее время спирулина широко применяется как в промышленном, так и любительском птицеводстве. Она оказывает положительное влияние на продуктивность бройлеров. Цыплята, получавшие в качестве добавки к основному рациону биомассу спирулины, имеют массу в убойном весе на 150-200 г больше, чем контрольные. Прирост живой массы цыплят - бройлеров увеличивается на 3-5 %.

Включение биомассы спирулины в рацион кур-несушек в концентрации 0,1 % от веса корма способствует повышению яйценоскости и снижению кормовых затрат.

Добавка спирулины в рацион кур-несушек в количестве 2 % от веса корма приводит к повышению интенсивности яйцекладки и увеличению массы яиц.

В птицеводстве рассматривают спирулина еще и как источник каротиноидов. Добавка 1 % биомассы спирулины в рацион кур-несушек способствует повышению уровню каротиноидов в желтке яиц, стимулирует образование фолликулов и гормональную активность.

К важнейшим преимуществам использования спирулины в качестве кормовой добавки относят легкость разрушения клеточной оболочки, простоту выделения белка из клеток и его большую биологическую ценность, усвояемость и перевариваемость. К тому же, белок спирулины содержит все необходимые для жизнедеятельности организма аминокислоты, обеспечивающие нормальное развитие клеток и организма в целом.

2. Используемые методики и этические вопросы

В методах исследования будут направлены к данному проекту по общепринятых биохимическим, физико-химическими, микробиологическими анализами. Результаты экспериментальных исследований будут подвргаться статистической обработке путем корреляционного анализа с помощью компьютерных программы как «Microsoft Excel», «Power Point 2007» Отбор фототрофных микроорганизмов из природных источников и получение бактериологически чистых популяций и активных форм этих культур.

Для приготовления накопительной культуры проводили посев собранного материала (несколько кубических сантиметров воды, зеленый налет, слизь и т.д.) в колбочки или пробирки со стерильной жидкой питательной средой, при этом жидкость наливают в колбы таким образом, чтобы занимаемый объем не был более 1/3 - 1/4 объема колбы. Для получение бактериологически чистых культур микроводорослей и цианобактерии использовали метод Больда.

При получения накопительных культур многоклеточных протококковых водорослей использовали среды Заррука.

2.1 Определение видового состава микроводорослей

Определение видового состава микроводорослей в пробах различных водных экосистем проводили по методике Сиренко

2.2 Методы культивирования микроводорослей и цианобактерий в лабораторных условиях

Для культивирования цианобактерии Spirulina platensis ZBK-1 и Spirulina platensis ZBK-1 m была использована питательная среда Заррука с определенным соотношением макро- и микроэлементов для нормального роста и развития культуры. Культивирование проводилось в колбах Эрленмейера с объемом суспензии спирулины в питательной среде 200 мл, при температуре 25-280 C, интенсивность освещения 2000-3000 люкс на протяжении первых 48 часов культивирования и 3000-4000 люкс в последующие дни.

Полученные биомассы отделяли от частиц питательной среды фильтрованием через стеклянную воронку с трехслойной марлей и промывали дистиллированной водой. Процедуру повторяли трижды.

2.3 Подготовка культуры

Перед постановкой опыта клетки микроводорослей пересевали со скошенного агара или с жидкой среды, на которых культура сохранялась, в колбы со свежеприготовленной питательной средой того же состава, который в дальнейшем использовался в опыте. В опытах по сравнению различных культур подготовительный высев проводили для всех форм в один и тот же день и с одинаковым по числу клеток или по биомассе количеством микроводорослей. Колбы с культурами ставили на четыре - шесть дней на свет для подращивания.

2.4 Методы количественного учета клеток микроводорослей и цианобактерий

Контроль над темпом роста и размножением микроводорослей в культуре осуществляли на основании учета изменений их численности и биомассы с помощью камеры Горяева. Для обездвиживания клетки водорослей в течение нескольких секунд фиксировали парами йода.

Прирост клеток суспензии цианобактерий измеряли по оптической плотности при длине волны 750 нм с использованием КФК-3.

Каждые сутки в одной и то же время (в 12 часов) осуществляли измерение линейных размеров клеток под световым микроскопом 10 повторностях, учет их численности в трех повторностях. Относительная ошибка определения численности клеток не превышала 10%.

Методы определения и получения сухой биомассы.

Собранную в начале стационарной фазы роста биомассу промывали дистиллированной водой и сушили при 60С до воздушно-сухого состояния. Для этого биомассу наносили тонким слоем на полиэтилен и высушивали в течении 3-4 ч, не допуская попадания прямых солнечных лучей. Вес фильтров с объектами и без объектов определяли после неоднократного высушивания в бюксах при 105С. Образец сушили до постоянной массы, затем измельчали в ступке до порошкообразного состояния, взвешивали в виде порошка и получали массу (m, г) для получения данных по объему (V, мл).

2.5 Методы автоселекции

Для выделения активных форм микроводорослей предварительное сравнение и отбор культур проводили по наиболее простым параметрам, таким как скорость роста в колбах с жидкой средой.

Активные (продуктивные) формы микроводорослей отбирали по скорости роста испытуемых форм при условии одинакового количества исходного посевного материала в среде. Скорость роста определяли по увеличению числа клеток.

Посевной материал готовится путем последовательных пересевов с возрастающей концентрацией питательной среды. Вначале культуры высевают в литровой колбе, содержащей 250-300 мл питательной среды. Эти колбы с посевом культуры выращивали при 25-28С под люминесцентные лампы круглосуточном освещении (3000-4000 лк), их содержимое количество периодически перемешивается (взбалтывается). Первичное культивирование посева культуры в этих условиях продолжается 6-8 дней, пока количество клеток культуры в суспензии не достигнет максимального роста.

Биохимические методы.

Определение содержания белка в биомассе микроводорослей и цианобактерии производилось согласно методу, предложенному Lowry.

Содержание общего белка в биомассе определяли методом Лоури. Содержание пигментов определяли по стандартным методикам. Для выделения и анализа пигментов суспензии клеток микроводорослей и цианобактерий центрифугировали в течение 15 минут при 5000 об/мин на центрифуге Eppendorf 5810R. Из осадка пигменты экстрагировали ацетоном. Полученную вытяжку пигментов фильтровали через фильтр с d = 100 нм. По полученным полосам поглощения определяют оптическую плотность раствора (D).

Метод Гансена (экстрагирования и количественное определение липидов).

Проведение анализа

0,2-0,5 г сухого вещества + 3:1 алкогольным эфиром смешивая обрабатывают > первая порция смеси подкисляют по каплям НСl>алкогольно-эфирный экстракт сливают делительную воронку> обработать дополнительно петролейным эфиром до бесцветного> тщательно смешивают + 0,5% NaCl для разделения липидов на фракции > п. п. э. с липидами промывают 250мл 3-ды >высушивают безводным Na2 SO4 и фильтруют >в сушильном шкафу 300С выпаривают до 50мл объема >экстракт переносят в железные бюксы для выпаривания >до него (выпаривания) +0,1% C6H4(OH)2 для утилизации окисление липидов >подсушивают экстракт до постоянного веса в бюксах.

Приготовление реактивов.

0,5% NaCl - 0,5 г NaCl растворить в 100 мл дистиллированной воде 0,1% гидрохинон C6H4(OH)2. - 0,1г C6H4(OH)2.+100 мл дистиллированной водой перемешать.

Алкогольно-эфирный экстракт 3:1 - 1часть петролейного эфираи 3часть этилового чистого спирта ( 30спирт +10 петролейный эфир).

Экстракция липидов будет зависеть от алкогольно-эфирного экстракта, потому что от алкогольного экстракта вся липидная часть переходит к петролейному эфиру при добавление 0,5% NaCl идёт процесс разделение липидов на фракции и также для увеличение объем экстракта будет зависеть от обработки экстракта петролейным эфиром для обесцвечивания но для этого потребуется больше объема разведение алкогольного эфира. Определение липидов на количественный подсчет также зависеть от температурного режима выпаривания, если поднять температуру то вероятность потери объема веса липидов после выпаривания и возможно будет неправильный подсчет количество липидов.

3. Планирование и управление проектом

водоросль цианобактерия фотоавтотрофный

Таблица 2. Описание распределения работ между членами исследовательской группы, с указанием их срока занятости в Проекте

№ п/п	Позиция в проекте	Распределение работ в проекте	Срок занятости
1	ГНС, руководитель проекта	Общее научное консультирование и распределение функциональных обязанностей между исполнителями проекта, переписка с различными организациями, приобретение лабораторного оборудования и приборов, общее руководство в написании и защит отчетов. Участие в разработке нормативно-технической документации и внедрении в производство нового ассортимента.	2013-2015гг.
2	ВНС	Научно-методическое руководство подготовкой исследовательской части проекта. Мониторинг, анализ объема производства, имеющегося ассортимента, уровня и качества потребления продуктов. Разработка технологии и рецептуры производства национальных продуктов из пищевого сырья. Обработка и анализ полученных результатов. Организация и проведение презентации полученных результатов по проекту. Подготовка методики и участие в исследований согласно программе исследований. Отработка методик испытания сырья. Подготовка заключительного отчета по проекту совместно с исполнителями проекта.	2013-2015гг.
3	НС	Подготовка методики и участие в проведении научных исследований согласно программе исследований. Проведение исследований согласно по программе. Отработка методик и проведение исследований по определению гистоморфологических показателей сырья. Отработка технологии и режимов пищевых продуктов. Научно-обоснованный подбор рецептуры продуктов. Обработка и анализ полученных результатов.	2013-2015гг.
4	МНС	Проведение исследований по определению химического состава пищевого сырья. Участие в проведении патентно-информационного поиска по проекту. Проведение исследований согласно программе. Участие в составлении ежеквартальных отчетов.	2013-2015гг.

Размещено на Allbest.ru

...