Исследовательская работа "Изучение содержания каротина в кормах для сельскохозяйственных животных"

Научно-практическая конференция «Шаг в будущее»

        Изучение содержания         

каротина в кормах для сельскохозяйственных животных

Российская Федерация

Забайкальский край Агинский район поселок Новоорловск

Выполнила:

Башурова Мария Викторовна

ученица 11 класса

МОУ «Новоорловская средняя

общеобразовательная школа»

Руководитель:

Лескова Валентина Сергеевна

учитель химии

 МОУ «Новоорловская средняя

общеобразовательная школа»

2011

Содержание

                                                                                                                                                  Стр.      Введение ………………………………………………………………………………………1                                                                                                                                                                                                                                    

Глава 1. Питательность кормов.

1.1  Классификация витаминов и их значение для сельскохозяйственных животных…...3

1.2 Витамин А и каротин ……………………………………………………………………..4        

1.4 Значение витамина А и каротина для сельскохозяйственных животных  ……………5                                                                                                                                                                                                                                                                                  

Глава 2. Изучение содержания каротина в кормах для сельскохозяйственных животных.

2.1  Методика изучения содержания каротина в сельскохозяйственных кормах………...6                                                        

2.2  Результаты исследования.......................…………………………………………………7

2.3  Выводы по результатам исследования ………………………………………………….8                                                                                                          Заключение………………………………………………………….........................................9    

Список литературы…………………………………………………………………………...10  

 «Изучение содержания каротина в кормах для сельскохозяйственных животных»

Башурова Мария Викторовна

Российская Федерация, Забайкальский край, Агинский район, пгт.Новоорловск

МОУ «Новоорловская средняя общеобразовательная школа», 11 класс

Введение.

Чтобы в короткий срок значительно увеличить производство и качество продуктов животноводства, необходимо создать прочную кормовую базу. Для этого надо не только полностью целесообразно использовать имеющиеся природные сенокосы и пастбища, но и выращивать разнообразные кормовые сельскохозяйственные культуры.

Сельскохозяйственным животным скармливают большое количество разнообразных кормов, питательность которых  различна. Для понимания основ правильного кормления сельскохозяйственных животных  необходимо знать химический состав кормов. Надо так же понимать, как происходит у животных переработка  и превращение их в вещества тела животных. [11]                  

В состав растений и животных входят: вода, протеины, жиры, углеводы и минеральные вещества. Кроме этих веществ немаловажным в корме является содержание витаминов.

Витамины содержаться в кормах в ничтожно малых количествах, в то же время имеют большое значение для роста и развития животных, их здоровья, продуктивности и размножения.

При недостатке в кормах витаминов у животных ухудшается аппетит, наступает общее расстройство организма, нарушается обмен   веществ. В некоторых случаях это может привести к гибели животного.

Из всех известных витаминов большое значение имеет витамин А Он содержится в растениях в виде каротина - провитамина А.

При проведении данного исследования мы выдвинули гипотезу, что корма для сельскохозяйственных животных содержат каротин  в разных количествах.

Объект исследования – различные виды кормов для сельскохозяйственных животных.

Предмет исследования – каротин (провитамин А).

Целью нашей работы стало изучение содержания каротина в различных кормах для сельскохозяйственных животных.

Для реализации поставленной цели мы решали следующие задачи:

1. Изучить и проанализировать научную литературу и Интернет-сайты по поставленной цели исследования.

2. Провести анкетирование местных фермеров для выявления часто используемых кормов.

3. Создать стандартно-хромовую шкалу для определения содержания каротина.

4. Провести химический  эксперимент для определения содержания каротина в образцах кормов (сено, трава свежескошенная, лист капустный, лист березовый, морковь, свекла, картофель).

5. По стандартно-хромовой шкале  определить содержание каротина в исследуемых кормах.

6. Рассчитать содержание каротина в 1кг исследуемых кормов.

7. Довести результаты исследования до населения.

Научная новизна. В результате работы проведен химический эксперимент на определение каротина в сельскохозяйственных кормах. Рассчитано содержание каротина в наиболее часто используемых кормах для сельскохозяйственных животных в гп.Новоорловск.

Практическая значимость. Нами изучен метод определения содержания каротина в сельскохозяйственных кормах, которым можно пользоваться. Установлено, что наибольшее количество каротина содержится в моркови и свежескошенной траве.

В данной работе мы использовали методы: поисковый, реферативно-аналитический, анкетирование, экспериментальный, наблюдение, сравнение, анализ результатов.

«Изучение содержания каротина в кормах для сельскохозяйственных животных»

Башурова Мария

Российская Федерация, Забайкальский край, Агинский район, пгт.Новоорловск

МОУ «Новоорловская средняя общеобразовательная школа», 11 класс

Научная статья.

Глава 1. Питательность кормов.  

1.1  Классификация витаминов и их значение для сельскохозяйственных животных.

Слово витамины происходит от латинского vita, что обозначает жизнь. Витамины это группа органических соединений, разнообразной химической природы, необходимые для питания человека и животных, а также имеющие огромное значение для нормального обмена веществ и жизнедеятельности организма. Витамины выполняют в организме каталитические функции и требуются в ничтожных количествах.

Основоположником учения о витаминах является русский ученый Н.И Лунин, который еще в 1880 г. провел показательные опыты, изучая пищевые потребности животного организма. Доказательство существования витаминов завершилось работой польского ученого Казимира Функа (1912), которому принадлежит само название «витамин». [8]                  

Витамины имеют буквенные названия и характеризуются по  физиологическому действию, принято различать жиро- и водорастворимые витамины. К первым относятся витамины - А,D, Е, К, ко вторым – С, Р, В. Особенно легко может возникнуть недостаток витаминов А и D, С В1, В2, РР, поэтому эти витамины и являются важнейшим с практической точки зрения. [9]                  

К числу важнейших реакций, протекающих с участием так называемых водорастворимых витаминов, относятся многие реакции окисления, приводящие к расщеплению пищевых веществ и освобождению заключенной в них энергии (витамины В1, В2, С, РР), а также реакции отщепления и переноса отдельных химических группировок, реакции образования веществ с пептидными или эфирными связями. Жирорастворимые витамины, прежде всего, являются участниками конструктивных, анаболических процессов, связанных с построением структур организма, например образованием костей (витамин D), развитием покровных тканей (витамин А), нормальным развитием эмбриона (витамин Е) и др. Водорастворимые витамины, в отличии от жирорастворимых, не способны длительное время сохраняться в тканях организма и создавать их запасы. [6]                  

Первоисточником всех витаминов является растение и особенно зеленые листья, где преимущественно образуются витамины, а также провитамины, т. е. вещества, из которых витамины могут образоваться в организме животного. Человек получает витамины  или из растений, или косвенно – через животные продукты, в которых они были накоплены из растительной пищи во время жизни животного. В последнее время выясняется всё более важная роль микроорганизмов, синтезирующих некоторые витамины и  снабжающих ими животных.[3]                  

Витамины содержаться в кормах в ничтожно малых  количествах, в то же время имеют большое значение для роста и развития животных, их здоровья, продуктивности и размножения. [9] Отсутствие или недостаток их  в кормах вызывает расстройство функций организма, нарушает обмен веществ, вызывает заболевания (авитаминозы), а в отдельных случаях и гибель животных.[1] Частичный длительный дефицит витаминов в организме животного вызывает заболевание – гиповитаминозы.

Наибольшее значение для растительных и животных организмов имеют витамины А, D, Е, К, С и некоторые витамины из группы В. (Приложение I)

У телят, родившихся летом и в начале зимнего периода, наименьшее число заболеваний желудочно–кишечного тракта. Большая устойчивость их организма в значительной мере объясняется более высоким содержанием витаминов в летних кормах. В  летний период содержание каротина  в сыворотке крови животных в несколько больше, чем во второй половине стойлово–зимнего периода.

В период роста молодняк очень чувствителен к недостатку витаминов. [1]                  

Велика роль витаминов в белковом, углеводном, жировом обменах, тесно связан с витаминами  и минеральный обмен. Например, преобладание углеводных кормов снижает в рационе содержание витамина С в организме животного. Избыток белка ведет к недостатку витаминов В1, В2 и В3 в организме. Токсикоз стельных коров при избыточном белковом питании обуславливается недостатком витамина В6. Витамины так же связаны с функцией гормональной системы. [4]

1.2 Витамин А и каротин.

Витамин А (противоксерофтальмический, химический состав С2Н29ОН). Растения содержат провитамин этого витамина – каротин (вещество оранжевой окраски). В организме животного каротин расщепляется и дает витамин А, накапливающийся в печени в виде почти бесцветного маслянистого вещества. Из  одной молекулы каротина С40Н56 присоединением к ней двух молекул воды образуются две молекулы витамина А. (Приложение II ) У большинства животных каротин превращается в витамин А в печени, у овец и свиней - в стенках тонкого отдела кишечника. Превращению каротина в витамин А способствует витамин Е.

Каротин и витамин А  растворимы в жирах и жирорастворителях  и содержаться в жировой фракции  растительных и животных тканях. Они устойчивы в отсутствии кислорода, но легко окисляются на воздухе, особенно под воздействием света и повышенной температуры. Отличным способом сохранения каротина является квашение и силосование растений. Из продуктов растительного происхождения наиболее богаты каротином листовые зеленые овощи, травы и желто окрашенные овощи и плоды. Зерна злаковых бедны каротином, за исключением кукурузы и желтых сортов проса. Сено при быстрой сушке травы сохраняет большую часть каротина. Перестоявшее, плохо убранное и плохо сохраняемое сено, теряет каротин. [1]

Из животных продуктов (содержащих непосредственно витамин А) наиболее богаты витамином рыбий жир, молочный жир, желток яиц летней носки, печень травоядных животных, и особенно, печень рыб и морских млекопитающих, которые накапливают огромные по сравнению с сухопутными животными запасы витамина. Промышленное производство витамина А основано на переработке печени рыб, каротин получают из моркови и тыквы. Наличие богатых источников каротина и особенно витамина А позволяет широко использовать эти препараты не только для пищевых целей, но и в животноводстве.[9]

1.3 Значение витамина А и каротина для сельскохозяйственных  животных.

Витамин А регулирует функциональную деятельность эпителиальной ткани. При его недостатке кожа и слизистая оболочки становятся сухими и роговидными. Что ведет к возникновению дерматитов, бронхитов, катаров дыхательных путей, желудочно-кишечного тракта и т. д.

Витамин А принимает участие в образовании зрительного пурпура сетчатки глаз. Зрительный пурпур – это соединение витамина А с белками. На свету он распадается на витамин А и белок, в темноте снова восстанавливается. При недостатке витамина А в организме восстановление зрительного пурпура идет медленно, что нарушает приспосабливаемость глаза к темноте. Витамин А  участвует также в обмене фосфора, в образовании холестерина. [4]

Витамин А способствует быстрому росту молодняка, повышает жизнедеятельность и защитные свойства слизистых оболочек и тканей тела.

При недостатке витамина А не только замедляет рост у молодняка, но наблюдается целый ряд расстройств. Животные становятся более восприимчивыми к заболеваниям глаз, иногда заканчивающимся слепотой. Поражение нервной системы вызывает параличи. Нарушение  деятельности половой системы сопровождается бесплодием самцов, плохой оплодотворяемостью самок, часто наблюдаются выкидыши, задержание последа и появление слабого потомства. [5]

Глава 2. Изучение содержания каротина в кормах для сельскохозяйственных животных.        

2.1 Методика изучения содержания каротина в сельскохозяйственных кормах.

Для кормления животных используют различные корма: сено, солому, силос, зерно, корнеклубнеплоды, жмыхи и т.д. Каждый вид корма имеет свой химический состав и питательную ценность

Для определения каротина в корнеплодах, силосе, траве и сене мы использовали метод определения каротина с использованием пробирочной шкалы по ГОСТу 13496.17-95 «Корма. Методы определения каротина», разработанный Центральным институтом научного агрохимического обслуживания сельского хозяйства, Всероссийским научно-исследовательским институтом кормов, Всероссийским научно-исследовательским институтом комбикормовой промышленности. [12] Метод основан на извлечении каротина из навески бензином и колориметрическом сравнении полученного окрашенного испытуемого раствора со стандартным. [10]                  

В исследовании использовано следующее оборудование и реактивы:

Оборудование: обычная стеклянная воронка диаметром 80-100 мм; коническая колба объёмом 300-400 мл; колба объёмом 1 л; мерный цилиндр или мензурка; пипетка с делениями до 0,1 мл; обычные пробирки из белого прозрачного стекла с пробками - 5 шт; 14 мерных колб вместимостью 100 см314 мерных колб вместимостью 100 см3; штатив для пробирок; восковой карандаш; фарфоровая ступка с пестиком; весы с разновесами; толчёное стекло; вата; ножницы;

Реактивы: 1) Двухромовокислый калий; 2) бензин; 3) адсорбент – окись алюминия AL2O3 (может быть технический) влажностью 4-6 %; 4) дистиллированная вода.

Для приготовления стандартного раствора 0,720г K2Cr2O7 растворяем в 1000 мл дистиллированной воды. Тщательно перемешиваем. Оптическая плотность полученного раствора ровна оптической плотности раствора каротина концентрацией 0,00416 мг/мл. (Приложение III)

Стандартный раствор используем для составления стандартно-хромовой шкалы. Берем 10 мерных колб вместимостью 100 мл. В первую колбу наливают 0,3мл и доводим до метки дистиллированной водой. Окраска данного раствора соответствует содержанию каротина концентрацией 1,25 мг/кг. В каждую следующую колбу наливаем стандартного раствора на 0,3мл  больше. Колбы закрываем пробками, несколько раз взбалтываем и нумеруем. (Приложение IV). Исходя из данных по ГОСТу 13496.17-95 «Корма. Методы определения каротина», высчитываем для каждой пробирки стандартно-хромовой шкалы соответствующее содержание каротина. (Приложение V)

Для определения содержания каротина в сельскохозяйственных кормах берут среднюю пробу корма. Средняя проба корма должна характеризовать всю партию корма, от которого она взята.

1)        Исследуемый материал вымыть (корнеплоды), высушить (сено, трава). Корнеплоды натереть на терке, а сено измельчить. Надо следить, чтобы в пробу не попали зелёные прожилки хлорофилла.  

2)        Массу перемешать и взять навеску  1г.

3)         Высыпать в фарфоровую ступку навеску, добавить 5-10г толчёного стекла и тщательно растереть,  добавить 1-2г адсорбента и снова растереть.

4)        Приготовить воронку, в узкую часть которой положить вату. Сверху  насыпать адсорбент слоем не менее 1,5 см. Воронку вставить в коническую колбу.  

5)        Смесь из ступки без потерь перенести в воронку. Ступку 2-3 раза смыть бензином и слить его в воронку. Через несколько минут из воронки начинает вытекать желто окрашенный каротиновый экстракт. Промывку бензином продолжать до начала стекания из воронки бесцветных капель.

6)        Измерить объём полученного экстракта.

7)        В пробирку отлить 10 мл экстракта, закрыть пробкой, сравнить со стандартной шкалой и записать номер пробирки шкалы, соответствующий по цвету экстракту.

8)        Рассчитать по формуле, какое количество каротина С (мг) содержится в 1 кг корма:

                                                          К*V*1000

                                                  С =   -----------    ,

                                                                 В

где С – количество каротина в 1 кг испытуемого корма (мг); К – количество каротина, установленное по стандартной шкале (в мг); V – объём каротинного экстракта (мл); В – навеска корма в (г). [10]

2.2 Результаты исследования.

Для нашего исследования мы выбрали семь видов сельскохозяйственных кормов, исходя из опроса местных жителей (Приложение VI). Это – сено, трава свежескошенная, лист капустный, морковь, свекла, картофель, лист березовый.

Наши  исследования мы проводили в 2 этапа. В летний период нас интересовало в каком количестве содержат каротин зелёная свежая трава, лист капустный, а также оригинальный вид корма – березовые листья.

В осенний период мы исследовали сено, морковь, свеклу, картофель на количественное содержание каротина.  

Исходя из проведенных расчетов мы выяснили, что наибольшее количество каротина содержится в моркови. На каждый килограмм моркови приходится 90мг каротина. Морковь отличный витаминный корм для молодняка, производителей, птицы.

Свекла и картофель не содержат каротина, зато богаты углеводами и сахаристыми веществами. Поэтому их обязательно надо использовать в качестве кормов.  

Свежескошенная трава, лист капустный и березовые листья являются хорошим и здоровым кормом для всех сельскохозяйственных животных. Молодая  трава содержит наибольшее количество каротина из этих кормов.  В её состав входит много полезных веществ, которые легко поддаются переработке в органах пищеварения. Зелёные корма особенно становятся необходимы в зимний и ранневесенний период, когда испытывается недостаток в витаминах.

В послепастбищный период, например в зимнее время, лучшим источником каротина является сено. По нашим расчетам на 1кг сена приходится 20мг каротина. Этого количества каротина достаточно в зимнее время. (Приложение VII)

Знание содержания провитамина А в различных видах кормов необходимо не только в практике животноводческих комплексов, но и на личном хозяйственном подворье. Тогда можно получить высокий результат выращивания животных и избежать многих заболеваний и случаев падежа.

2.3 Выводы по результатам исследования.

1. Основным источником каротина в кормах является  морковь и свежескошенная  трава.

2. Свекла и картофель не содержат каротина, но эти корма нужно использовать для взрослых особей в качестве корма для набирания производственного веса.

3. Лист капустный, лист березовый и сено содержат среднее количество каротина и их можно использовать как добавку к пищевому рациону, особенно в зимне-весенний период.

«Изучение содержания каротина в кормах для сельскохозяйственных животных»

Башурова Мария

Российская Федерация, Забайкальский край, Агинский район, пгт.Новоорловск

МОУ «Новоорловская средняя общеобразовательная школа», 11 класс

Заключение.

В настоящее время развитие сельского хозяйства – это одно из приоритетных направлений в России. Агинский район уделяет большое значение сельскому хозяйству. Количество и качество продуктов животноводства зависит от прочной кормовой базы. Для любого фермера необходимо знать химический состав используемых кормов и уметь составить правильный рацион для сельскохозяйственных животных.

Витамины – необходимая составляющая кормовой базы.

На развитие, рост и жизнедеятельность животных в целом влияет витамин А. Он содержится в растениях в виде провитамина А – каротина.  Каротин в больших количествах содержится в зеленых листовых растениях и желто окрашенных овощах и плодах.    

В ходе работы было проведено исследование по определению каротина в сельскохозяйственных кормах.

Данная работа показывает, что основным источником каротина среди наиболее часто используемых сельскохозяйственных кормов является морковь, а также свежескошенная трава. Это показывает, что этими кормами нужно кормить сельскохозяйственных животных.

Необходима просветительная работа среди местного населения, особенно владельцев сельскохозяйственных животных.

Нами были разработаны информационные бюллетени и листовки, в которых  дана информация по следующим пунктам:

1.Информация о витаминах. (ПриложениеVIII)                  

2.Памятка фермеру о составлении питательного рациона. (Приложение XI)                  

Всё это необходимо знать  для успешного выращивания сельскохозяйственных животных.

Результаты, полученные в этих исследованиях можно использовать в практической деятельности.

Список литературы.

1. Алексеев А.В. Основы животноводства. М.: Высшая школа,1972 -  74с.

2.  Андросова В.Г. Внеклассная работа по химии в сельской школе. М.: Просвещение, 1983 - 9 ,12с.

3.  Бломквист М.С. Основы животноводства. М.: Государственное издательство Сельскохозяйственной литературы, 1957 – 101с.

4. Большая советская энциклопедия. Том 8, 186 – 189с

5.  Лебедев П.Т. Гигиена воспроизводства крупного рогатого скота. М.: Россельхозиздат, 1986, 56 – 57с.

6. Николаев Л.А. Химия жизни. М.: Просвещение, 1977, 139с.

7. Поздняков А.И. Опытная работа учащихся в животноводстве. М.:Просвещение, 1976 - 109, 113с.

8. Сабатвари Ф. История аналитической химии. М.: Мир, 1984 – 171с.

9. Степанов Б. И. Рассказы о больших молекулах. М.: Просвещение, 1991 – 96с.

10. Сударкина А.А. Химия в сельском хозяйстве. М.: Просвещение, 1986 – 91с.

11. www.himikatus.ru

12. www.tehlit.ru

Приложение I

Таблица. Витамины и их особенности

Приложение II

Процесс образования витамина А из каротина (провитамина А)

+ 2Н2О =    2 

                 β-каротин                                                                                        Витамин А (Retinol)

Приложение III.

ГОСТ 13496.17-95 «Корма. Методы определения каротина»

Пункт 1.4.4.

Приложение IV

ГОСТ 13496.17-95 «Корма. Методы определения каротина»

Пункт 2.6.

Приложение V

Таблица. Стандартно – хромовая шкала

Приложение VI

Анкета фермера.

1. Какие растительные корма Вы используете для кормления сельскохозяйственных животных? Выберите 5 наиболее часто используемых кормов.

а) сено

б) трава свежескошенная

в) лист капустный

г) морковь

д) свекла

е) картофель

ж) хвоя сосновая

з) лист березовый

и) крапива

к) овёс проращенный

2. Каких сельскохозяйственных животных Вы выращиваете?

Приложение VII

Таблица. Результаты определения содержания каротина

 в сельскохозяйственных кормах.