doi: 10.15389/agrobiology.2025.3.530rus
УДК 633.81:636.33
Исследование выполнено при финансовой поддержке РНФ, проект 23-16-00052.
АНАЛИЗ СТАБИЛЬНОСТИ КАЧЕСТВА ФИТОГЕННОЙ ЭМУЛЬСИИ
НА ОСНОВЕ ЭФИРНОГО МАСЛА В ПРОЦЕССЕ ХРАНЕНИЯ
Н.В. НЕВКРЫТАЯ1✉, К.С. ОСТРЕНКО2, Е.Н. ГРУНИНА1, А.Н. ОВЧАРОВА2, О.Б. СКИПОР1, Н.А. КАШИРИНА1
Важной задачей в животноводстве и птицеводстве остается профилактика и лечение заболеваний разной этиологии. В связи с принятым ВОЗ ограничением на использование антибиотиков ведется активный поиск их альтернативной замены натуральными фитобиотиками. При выращивании молодняка крупного рогатого скота серьезные проблемы возникают в послеотъемный период. В большинстве случаев в качестве добавки в корм телят используется сложная смесь натуральных растительных компонентов, в том числе эфирных масел, или смесь только эфирных масел. Нами разработана малокомпонентная фитогенная липосомальная эмульсия, включающая 10 % эфирного масла кориандра посевного или фенхеля обыкновенного. Эмульсионная форма препарата позволяет преодолеть присущую эфирным маслам гидрофобность и равномерно распределяться в жидкой среде. В настоящей работе впервые приведены данные об эффективности использования липосомальной эмульсии, содержащей эфирное масло, в качестве фитогенной добавки в заменитель цельного молока для телят в молочный период кормления. Нашей целью было изучение стабильности фитогенной липосомальной эмульсии по количеству и компонентному составу содержащегося в ней эфирного масла в процессе хранения и оценка действия фитоэмульсии на иммунную систему телят в молочный период кормления. Материалом для исследования были два варианта фитогенных липосомальных эмульсий (эмульгатор — соевый лецитин): эмульсия, содержащая эфирное масло кориандра посевного (Сoriandrumsativum L.), и эмульсия с эфирным маслом фенхеля обыкновенного (Foeniculumvulgare Mill.). Содержание эфирного масла в эмульсии составляло 10 % от общей массы. Для производства эмульсий использовали эфирные масла из товарных плодов этих культур, выращенных в селекционно-семеноводческом центре эфиромасличных культур ФГБУН НИИ сельского хозяйства Крыма (НИИСХ Крыма). Эмульсии были приготовлены 1-2 сентября 2023 года. После приготовления эмульсий они были разлиты в герметически закрывающиеся градуированные емкости объемом 15 мл и хранились в лабораторных условиях при 20-22 °С. Анализ содержания и компонентного состава эфирного масла проводили ежемесячно на протяжении полугода в 2023-2024 годах. Извлечение эфирного масла из эмульсии осуществляли посредством гидродистилляции по методике Гинзберга. Компонентный состав эфирных масел кориандра посевного и фенхеля обыкновенного, как полученных из плодов, так и извлеченных из эмульсий, определяли методом газожидкостной хроматографии на приборе Кристалл 5000.2 с пламенно-ионизационным детектором (ЗАО СКБ «Хроматек», Россия). Был также проведен микробиологический анализ эмульсий на выявление микрофлоры с использованием общепринятых микробиологических методик. Эффективность действия фитоэмульсий оценивали в 2023 году на телятах (Bos taurus) черно-пестрой породы молочного периода кормления во Всероссийском НИИ физиологии, биохимии и питания животных. Основной рацион телят состоял из 750 г сухого заменителя цельного молока (ЗЦМ) на 1 гол. в сутки, 150 г стартерного комбикорма на 1 гол. в сутки в качестве прикорма и сена люцернового. Телята содержались в индивидуальных домиках до 3-месячного возраста. Сформировали четыре группы молодняка по 10 гол. в каждой. Животным трех опытных групп с 3-недельного возраста в заменитель цельного молока вводили кормовой комплекс в виде смеси эмульсий эфирных масел фенхеля и кориандра из расчета 10 мл/гол. В 10 мл эмульсий был 1 мл эфирных масел в разных соотношениях. Продолжительность опыта составила 67 сут до 3-месячного возраста животных. В конце опыта у телят брали кровь из яремной вены с использованием вакуумной системы отбора крови Improvacuter («GIMI», Китай). Для анализа экспрессии генов IL-6, IL-8, SIRT3 применяли вариант полимеразной цепной реакции, основанный на регистрации продуктов ПЦР в режиме реального времени. Использовали оригинальные праймеры и ДНК-зонды, обеспечивающие специфическую обратную транскрипцию и полимеразную цепную реакцию. Относительную экспрессию рассчитывали по методу 2-DDCt. Установлено, что содержание эфирного масла на протяжении 6 мес хранения уменьшается в пределах 2,7-4,0 % от первоначального объема за счет потери легколетучих компонентов. Вследствие этого содержание основных компонентов (линалоол и анетол в эфирных маслах соответственно кориандра и фенхеля) увеличивалось в процентном соотношении в среднем на 4,9 % по сравнению с чистым эфирным маслом (контроль), использованным для приготовления эмульсии. Фактическое же их содержание в 15 мл соответствующей эмульсии оставалось практически постоянным: в среднем 1,029±0,011 мл линалоола и 1,071±0,017 мл анетола, что не отличается от такового в 1,5 мл исходного эфирного масла (контроль) — соответственно 1,022±0,002 и 1,049±0,006 мл. Микробиологический анализ эмульсий показал отсутствие в них микрофлоры, в том числе после 1 мес хранения в открытом виде, что соответствует информации об антибактериальных и антимикробных свойствах эфирных масел кориандра посевного и фенхеля обыкновенного. Добавление фитоэмульсии на основе кориандра посевного и фенхеля обыкновенного в заменитель цельного молока при кормлении телят оказывало положительное влияние на активацию не только интерлейкинов, обусловливающих развитие гуморального иммунитета, но и на белки, отвечающие за обмен веществ. Полученные стабильные формы эмульсий на основе кориандра посевного и фенхеля обыкновенного могут применятся в фармацевтической, пищевой промышленности, в сельском хозяйстве.
Ключевые слова: фитобиотики, фитогенная липосомальная эмульсия, эфирное масло, Сoriandrum sativum L., Foeniculum vulgare Mill., компонентный состав.
QUALITY AND STABILITY OF AN ESSENTIAL OIL-BASED PHYTOGENIC EMULSION ON DURING STORAGE
N.V. Nevkrytaya1 ✉, K.S. Ostrenko2, E.N. Grunina1,
A.N. Ovcharova2, O.B. Skipor1, N.A. Kashirina1
An important challenge in livestock and poultry farming remains the prevention and treatment of diseases of various etiologies. Due to the WHO-imposed restrictions on antibiotic use, there is an active search for natural phytogenic alternatives. In the rearing of young cattle, serious problems arise during the post-weaning period. In most cases, a complex mixture of natural plant components, including essential oils, or a mixture of only essential oils is used as a feed additive for calves. We have developed a low-component phytogenic liposomal emulsion containing 10 % essential oil (either coriander Coriandrum sativum L. or fennel Foeniculum vulgare Mill.). The emulsion form of the preparation overcomes the inherent hydrophobicity of essential oils, allowing for uniform distribution in a liquid medium. This study presents, for the first time, data on the efficacy of a liposomal emulsion containing essential oil as a phytogenic additive in milk replacer for calves during the milk-feeding period. Our objective was to evaluate the stability of the liposomal emulsion in terms of the quantity and compositional profile of the essential oil during storage and to assess the effect of the phytogenic emulsion on the immune system of calves during the milk-feeding phase. The study material consisted of two variants of phytogenic liposomal emulsions (with soy lecithin as the emulsifier): an emulsion containing coriander (C. sativum) essential oil and an emulsion with fennel (F. vulgare) essential oil. The essential oil content in the emulsion was 10 % of the total mass. The essential oils were derived from commercial fruits of these crops cultivated at the Selection and Seed Production Center for Essential Oil Crops of the Research Institute of Agriculture of Crimea. The emulsions were prepared on September 1-2, 2023. After preparation, they were dispensed into sealed 15 mL graduated containers and stored under laboratory conditions at 20-22 °C. The content and compositional profile of the essential oils were analyzed monthly over six months (2023-2024). Essential oil extraction from the emulsion was performed via hydrodistillation using the Ginsberg method. The component composition of coriander and fennel essential oils, both extracted from fruits and from emulsions, was determined by gas-liquid chromatography using a Crystal 5000.2 system with a flame ionization detector (ZAO SKB Chromatek, Russia). A microbiological analysis of the emulsions was also conducted using standard methods to detect microbial contamination. The efficacy of the phytogenic emulsions was evaluated in 2023 on Black-and-White dairy calves (Bos taurus) during the milk-feeding period at the All-Russian Research Institute of Animal Physiology, Biochemistry, and Nutrition. The calves' basal diet consisted of 750 g of dry milk replacer per animal per day, 150 g of starter feed per animal per day as a supplement, and alfalfa hay. The calves were housed in individual pens until three months of age. Four groups of 10 calves each were formed. Starting at three weeks of age, the milk replacer of three experimental groups was supplemented with an emulsion mixture of fennel and coriander essential oils at a dose of 10 ml/animal (containing 1 mL of essential oils in varying ratios). The experiment lasted 67 days until the calves reached three months of age. At the end of the trial, blood was collected from the jugular vein using an Improvacuter vacuum blood collection system (GIMI, China). Gene expression analysis of IL-6, IL-8, and SIRT3 was performed using real-time PCR with original primers and DNA probes ensuring specific reverse transcription and amplification. Relative expression was calculated using the 2-ΔΔCt method. It was found that the essential oil content decreased by 2.7-4.0 % of the initial volume over six months of storage due to the loss of highly volatile components. Consequently, the proportion of major components (linalool in coriander oil and anethole in fennel oil) increased by an average of 4.9 % compared to the pure essential oil (control) used for emulsion preparation. However, their actual content in 15 ml of the respective emulsion remained nearly constant: on average, 1.029±0.011 mL of linalool and 1.071±0.017 mL of anethole, which did not differ from the 1.5 ml of the original essential oil (control: 1.022±0.002 and 1.049±0.006 ml, respectively). Microbiological analysis confirmed the absence of microbial contamination in the emulsions, even after one month of open storage, consistent with the known antibacterial and antimicrobial properties of coriander and fennel essential oils. The inclusion of phytogenic emulsions based on coriander and fennel essential oils in milk replacer positively influenced not only the activation of interleukins associated with humoral immunity but also proteins involved in metabolism. The developed stable emulsion forms of coriander and fennel essential oils can be applied in various industries (pharmaceutical, food, and agricultural).
Keywords: phytobiotics, phytogenic liposomal emulsion, essential oil, Coriandrum sativum L., Foeniculum vulgare Mill., component composition.
1ФГБУН НИИ сельского хозяйства Крыма, |
Поступила в редакцию Принята к публикации
|
