PL225532B1

PL225532B1 - Bio-fortification process of micronutrients animal products

Info

Publication number: PL225532B1
Application number: PL407671A
Authority: PL
Inventors: Katarzyna Chojnacka; Zuzanna Witkowska; Łukasz Tuhy; Mateusz Samoraj; Izabela Michalak; Henryk Górecki
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2014-03-26
Filing date: 2014-03-26
Publication date: 2017-04-28
Also published as: PL407671A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest sposób biofortyfikowania w mikroelementy produktów zwierzęcych, pochodzących z hodowli zwierząt gospodarskich przeznaczonych do spożycia przez ludzi, takich jak mięso, jaja i mleko. Sposób charakteryzuje się tym, że paszę zwierząt uzupełnia się, w dawce 0,5-200 mg jonów mikroelementów na kilogram paszy, o przystępne dla nich, mikroelementowe komponenty paszowe, zawierające biomasę, w postaci ziaren lub otrębów zbożowych lub nasion roślin strączkowych lub ziaren kukurydzy lub śrutu z nasion lub ziaren, która poprzez karboksylowe, hydroksylowe lub fosforylowe grupy funkcyjne, istniejące na powierzchni ścian komórkowych biomasy, związana jest z mikroelementami, takimi jak jony Zn(II), Mn(II), Cu(II), Fe(II), Co(II) lub Cr(III). Mikroelementowe komponenty paszowe podaje się zwierzętom w mieszance z paszą używaną w żywieniu zwierząt.The invention provides a method for biofortifying animal products intended for human consumption, such as meat, eggs, and milk, with micronutrients. The method involves supplementing animal feed with accessible micronutrient feed components containing biomass, such as cereal grains or bran, legume seeds, corn kernels, or seed or grain meal, at a dose of 0.5-200 mg of micronutrient ions per kilogram of feed. These components are bound to micronutrients such as Zn(II), Mn(II), Cu(II), Fe(II), Co(II), or Cr(III) ions through carboxyl, hydroxyl, or phosphoryl functional groups on the surface of the biomass cell walls. The micronutrient feed components are fed to animals in a mixture with the animal's feed.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób biofortyfikowania w mikroelementy produktów zwierzęcych, pochodzących z hodowli zwierząt gospodarskich przeznaczonych do spożycia przez ludzi, takich jak mięso, jaja i mleko.The subject of the invention is a method of biofortification into micronutrients of animal products derived from the rearing of farm animals intended for human consumption, such as meat, eggs and milk.

Znane i stosowane jest wzbogacanie w składniki odżywcze produktów spożywczych, np. produktów z mleka i jaj, na etapie przetwarzania, w jod, żelazo i inne mikroelementy, pożądane w diecie człowieka.It is known and used to enrich food products, e.g. milk and egg products, in the processing stage with iodine, iron and other micronutrients desired in the human diet with nutrients.

Znane są również sposoby, oparte na bezpośrednim związku pomiędzy paszą oraz jakością produktu żywnościowego z danego zwierzęcia, w których poprzez karmienie zwierząt paszą, zawierającą witaminy i substancje mineralne, osiąga się zwiększenie zawartości witamin i minerałów w spożywanych jajach i mleku, niestety często dodatkowe mikroelementy i składniki odżywcze są w postaci trudno przyswajalnej i suplementacja okazuje się mało skuteczna.There are also methods based on a direct relationship between the feed and the quality of the animal's food product, in which by feeding the animals with fodder containing vitamins and minerals, an increase in the content of vitamins and minerals in the consumed eggs and milk is achieved, unfortunately often additional micronutrients and nutrients are hard to digest and supplementation is not very effective.

Biofortyfikacja jaj kurzych w jod, znana jest z patentu nr EP0035882 B, zgodnie z którym do paszy podawanej kurom, dodaje się jodek wapnia lub algi bogate w jod. Jaja uzyskiwane od kur karmionych tym sposobem, charakteryzują się podwyższoną zawartością jodu, wynoszącą co najmniej 300 μg jodu.Iodine biofortification of hen eggs is known from patent No. EP0035882 B, according to which calcium iodide or iodine-rich algae are added to the feed fed to the hens. Eggs obtained from hens fed in this way have an increased iodine content of at least 300 μg of iodine.

W patencie nr CA2362953 C, opisano sposób biofortyfikowania mięsa różnych gatunków zwierząt, w kwasy omega-3, polegający na tym, że do paszy zwierząt gospodarskich dodaje się suplementy na bazie mączki rybnej jako źródła kwasów omega-3 w ilości 5-15% podawanej paszy. Dodatek ten włączany jest do diety zwierząt przed ubojem i zawiera mączkę z tuńczyka jako źródło kwasów tłus zczowych omega-3.In the patent no. CA2362953 C, a method of biofortifying the meat of various species of animals into omega-3 acids is described, which consists in adding fish meal supplements as a source of omega-3 acids in the amount of 5-15% of the fed feed to the feed of farm animals. . This supplement is included in the diet of the animals before slaughter and contains tuna meal as a source of omega-3 fatty acids.

Rozwiązanie według patentu CN 101301027 B dotyczy otrzymywania biofortyfikowanych jaj o obniżonej zawartości cholesterolu i wysokiej zawartości mikroelementów, uzyskiwane w wyniku karmienia kur niosek, paszą z 5-10% dodatkiem ziół stosowanych w medycynie chińskiej, takich jak Persicaria affinis, Alisma plantago-aquatica var. Orientale oraz Cassia.The solution according to the CN patent 101301027 B concerns the preparation of biofortified eggs with a reduced content of cholesterol and a high content of microelements, obtained by feeding laying hens with 5-10% addition of herbs used in Chinese medicine, such as Persicaria affinis, Alisma plantago-aquatica var. Orientale and Cassia.

W zgłoszeniu patentowym WO 2012148276 A1 przedstawiano sposób otrzymywania mleka krowiego o zwiększonej zawartości witamin, zwłaszcza z grupy B i mikroelementów, takich jak selen, jod i cynk, poprzez suplementację diety krów o genotypie KK genu DGAT1, rozpuszczalnymi formami tych mikroelementów w odpowiednich stężeniach.In the patent application WO 2012148276 A1 a method of obtaining cow's milk with an increased content of vitamins, especially from group B and micronutrients such as selenium, iodine and zinc, by supplementing the diet of cows with the KK genotype of the DGAT1 gene with soluble forms of these micronutrients in appropriate concentrations is presented.

Sposób wytwarzania żywności pochodzenia zwierzęcego, biofortyfikowanej w niezbędne nienasycone kwasy tłuszczowe (NNKT) został również ujawniony w zgłoszeniu w trybie PCT nr WO2004037010 A1. Zgodnie z tym wynalazkiem, dietę zwierząt suplementuje się mączką rybną o zdefiniowanym składzie i/lub olejem rybim, i/lub algami lub i/lub innymi roślinami, bogatymi w kwasy NNKT, które podaje się wraz z wypełniaczem, takim jak talk lub glinka. Produkty wytwarzane przez zwierzęta, karmione zgodnie z tym sposobem, mają podwyższony poziom kwasów omega-3 oraz omega-6.A method of producing food of animal origin biofortified with essential fatty acids (EFAs) is also disclosed in PCT application No. WO2004037010 A1. According to this invention, the animal's diet is supplemented with a defined composition of fishmeal and / or fish oil and / or algae or and / or other plants rich in EFAs, which are administered together with a filler such as talc or clay. Products produced by animals, fed in this way, have increased levels of omega-3 and omega-6 fatty acids.

Inny sposób wytwarzania jaj o zwiększonej zawartości karotenoidu zeaksantyny, opisany w zgłoszeniu patentowym nr US20130330298 A1, polega na tym, że do paszy zwierząt dodaje się suplement w postaci bakterii produkujących zeaksantynę. W efekcie karmienia kur tą paszą, uzyskuje się jaja o zwiększonej zawartości zeaksantyny w żółtku, wnoszącej od 1,5-10 mg.Another method of producing eggs with an increased content of zeaxanthin carotenoid, described in the patent application No. US20130330298 A1, is that a supplement in the form of zeaxanthin-producing bacteria is added to the animal's feed. As a result of feeding chickens with this fodder, eggs are obtained with an increased content of zeaxanthin in the yolk of 1.5-10 mg.

W związku z tym, że podawanie zwierzętom suplementów niebędących tradycyjnymi składnikami diety, znacznie obniża walory smakowe paszy, dotychczas nie rozwiązano problemu, wzbog acania produktów zwierzęcych w takie mikroelementy jak miedź, mangan, kobalt, żelazo czy chrom, w przystępnej dla zwierząt formie.Due to the fact that feeding animals with supplements that are not traditional dietary ingredients significantly reduces the taste of the feed, the problem of enriching animal products with such micronutrients as copper, manganese, cobalt, iron or chromium in a form that is accessible to animals has not yet been solved.

Istotę wynalazku stanowi sposób biofortyfikowania w mikroelementy produktów zwierzęcych, przeznaczonych do spożycia przez ludzi, polegający na tym, że paszę zwierząt uzupełnia się, w dawce 0,5-200 mg jonów mikroelementów na kilogram paszy, o przystępne dla nich, mikroelementowe komponenty paszowe, zawierające biomasę, w postaci ziaren lub otrębów zbożowych lub nasion r oślin strączkowych lub ziaren kukurydzy lub śrutu z ziaren lub nasion, która poprzez karboksylowe, hydroksylowe lub fosforylowe grupy funkcyjne, istniejące na powierzchni ścian komórkowych biomasy, związana jest z mikroelementami, takimi jak jony Zn(II), Mn(II), Cu(II), Fe(II), Co(II) lub Cr(III). Przy czym zawartość mikroskładników w komponencie paszowym wynosi 5,0-60,0 mg/g Mn(II) lub 3-60 mg/g Cu(II) lub 5-60 mg/g Zn(II) lub 3-60 mg/g Fe(II) lub 0,5-50 mg/g Co(II) lub 3-120 mg/g Cr(III).The essence of the invention is a method of biofortifying animal products intended for human consumption into micronutrients, consisting in supplementing the animal feed at a dose of 0.5-200 mg of micronutrient ions per kilogram of feed with accessible micronutrient feed components containing Biomass, in the form of grains or cereal bran or seeds, of leguminous or maize grains or grains or seeds, which, through carboxyl, hydroxyl or phosphoryl functional groups existing on the surface of the cell walls of the biomass, is associated with microelements such as Zn ions ( II), Mn (II), Cu (II), Fe (II), Co (II) or Cr (III). The content of micronutrients in the feed component is 5.0-60.0 mg / g Mn (II) or 3-60 mg / g Cu (II) or 5-60 mg / g Zn (II) or 3-60 mg / g Fe (II) or 0.5-50 mg / g Co (II) or 3-120 mg / g Cr (III).

Mikroelementowe komponenty paszowe podaje się zwierzętom poprzez wymieszanie standardowej paszy używanej w żywieniu zwierząt z biomasą związaną z mikroelementami.Micronutrient feed components are fed to animals by mixing standard animal feed with biomass associated with the micronutrients.

PL 225 532 B1PL 225 532 B1

Biofortyfikowanie mleka, jaj, mięsa w mikroelementy poprzez odżywianie zwierząt paszami wzbogaconymi w mikroelementy w formie lepiej przyswajalnej, związanej z nośnikiem biologicznym, aplikowanej w zgodnych z wynalazkiem dawkach, powoduje wzrost zawartości mikroelementów w produktach zwierzęcych średnio o 20 do 100%.Biofortification of milk, eggs and meat with microelements by nourishing animals with fodder enriched with microelements in a more digestible form, bound to a biological carrier, applied in doses according to the invention, increases the content of microelements in animal products by an average of 20 to 100%.

Karmienie zwierząt paszą uzupełnioną, mikroelementowymi komponentami paszowymi, w formie lepiej przyswajalnej skutkuje tym, że mięso, mleko i jaja, pochodzące od tych zwierząt są znacznie bogatsze w istotne dla ludzkiej diety mikroskładniki, które stają się dostępne i łatwo przyswajalne w żywności konsumowanej przez człowieka.Feeding animals with fodder supplemented with micronutrient feed components, in a better digestible form, results in the fact that meat, milk and eggs from these animals are much richer in micronutrients essential for the human diet, which become available and easily digestible in food consumed by humans.

Mikroelementowe komponenty paszowe w zupełności zastępują stosowane dotychczas w żywieniu zwierząt, komponenty mikroelementowe, w postaci soli nieorganicznych lub chelatów organicznych.Micronutrient feed components completely replace the previously used in animal nutrition, micronutrient components in the form of inorganic salts or organic chelates.

Biofortyfikowanie produktów zwierzęcych i w konsekwencji otrzymywanie żywności sposobem według wynalazku nie wymaga wysokich nakładów finansowych, gwarantując jednocześnie otrzym ywanie produktów zwierzęcych, charakteryzujących się wysoką zawartością mikroelementów, jak również ich wysoką biodostępnością.Biofortification of animal products and, consequently, the production of food by the method according to the invention does not require high financial expenditure, while at the same time ensuring the production of animal products, characterized by a high content of microelements, as well as their high bioavailability.

Uziarnienie wzbogaconej biomasy jest podobne do uziarnienia standardowo stosowanej w żywieniu zwierząt mieszanki paszowej, dzięki czemu nie występuje problem segregacji komponentów paszowych podczas transportu lub przechowywania. Dodatkową zaletą wynalazku jest to, że wraz z biomasą wprowadza się do paszy dodatkowe składniki odżywcze takie jak białko oraz makroelementy w formie dostępnej dla zwierząt.The graining of the enriched biomass is similar to that of a standard feed mixture used in animal nutrition, thanks to which there is no problem of segregation of feed components during transport or storage. An additional advantage of the invention is that, along with the biomass, additional nutrients such as protein and macronutrients are introduced into the feed in a form available to animals.

Sposób biofortyfikowania w mikroelementy produktów zwierzęcych, pochodzących z hodowli zwierząt, objaśniony jest w przykładach wykonania.The method of biofortifying animal products from animal husbandry into micronutrients is explained in the working examples.

P r z y k ł a d IP r z k ł a d I

Kury karmi się dowolnie wybraną paszą, odpowiednią dla danego gatunku oraz wieku zwierząt, pozbawioną cynku, żelaza i miedzi w formie soli nieorganicznych. Do mieszanki paszowej wprowadza się natomiast biomasę śruty sojowej wzbogaconą na drodze sorpcji w cynk, żelazo oraz miedź, o zawartości poszczególnych mikroelementów: jonów Zn(II) wynoszącej 14,1 mg/g; jonów Fe(II) wynoszącej 16,3 mg/g, jonów Cu(II) wynoszącej 15,1 mg/g. Wzbogaconą biomasę podaje się kurom poprzez rozprowadzenie jej w paszy w ilości: żelazo - 45 mg/kg paszy, cynk - 60 mg/kg paszy, miedź - 8 mg/kg paszy. W ten sposób odżywiane kury znoszą jaja bogatsze w mikroelementy, których stężenie wynosi ponad 35,6 mg/kg Zn(II) w żółtku i 0,1 mg/kg Zn(II) w białku, 60,0 mg/kg Fe(II) w żółtku i 0,20 mg/kg Fe(II) w białku, 1,50 mg/kg Cu(II) w żółtku i 0,12 mg/kg Cu(II) w białku.Chickens are fed with any selected feed, suitable for the species and age of the animals, free of zinc, iron and copper in the form of inorganic salts. On the other hand, the feed mixture is supplemented with biomass of soybean meal enriched by sorption in zinc, iron and copper, with the content of individual microelements: Zn (II) ions amounting to 14.1 mg / g; Fe (II) ion of 16.3 mg / g, Cu (II) ion of 15.1 mg / g. Enriched biomass is fed to hens by distributing it in the feed in the amount of: iron - 45 mg / kg feed, zinc - 60 mg / kg feed, copper - 8 mg / kg feed. The hens fed in this way lay eggs richer in micronutrients, the concentration of which is over 35.6 mg / kg Zn (II) in the yolk and 0.1 mg / kg Zn (II) in protein, 60.0 mg / kg Fe (II) ) in the yolk and 0.20 mg / kg Fe (II) in the protein, 1.50 mg / kg Cu (II) in the yolk and 0.12 mg / kg Cu (II) in the protein.

P r z y k ł a d IIP r z x l a d II

Tuczniki karmi się dowolnie wybraną paszą, odpowiednią dla danego gatunku oraz wieku zwierząt, przy czym mangan w formie chelatu organicznego wycofuje się z mieszanki paszowej. W miejsce wycofanego mikroelementu stosuje się biomasę otrębów pszennych wzbogaconą na drodze sorpcji w mangan o zawartości jonów Mn(II) 5,92 mg/g w dawce 20 mg/kg paszy. Wzbogaconą biomasę podaje się zwierzętom poprzez rozprowadzenie jej w stosowanej paszy. Mięso otrzymane z tak odżywianych tuczników jest bogatsze w mangan, którego zawartość w mięsie jest większa niż 0,10 mg/kg.Fattening pigs are fed with any chosen feed, appropriate for the species and age of the animals, with manganese in the form of an organic chelate withdrawn from the feed mixture. In place of the withdrawn microelement, wheat bran biomass enriched by sorption in manganese with the content of Mn (II) ions of 5.92 mg / g in a dose of 20 mg / kg of feed is used. The enriched biomass is fed to the animals by spreading it into the feed used. The meat obtained from such fed porkers is richer in manganese, the content of which in the meat is greater than 0.10 mg / kg.

P r z y k ł a d IIIP r x l a d III

Kury karmi się dowolnie wybraną paszą, odpowiednią dla danego gatunku oraz wieku zwierząt, przy czym miedź w formie organicznej i żelazo w formie nieorganicznej wycofuje się z mieszanki paszowej. W miejsce wycofanych składników stosuje się biomasę kukurydzy wzbogaconą, na drodze sorpcji w miedź o zawartości jonów Co(II) 21,2 mg/g w dawce 1 mg/kg paszy oraz biomasę kukurydzy wzbogaconą w żelazo o zawartości jonów Fe(II) 16,3 mg/g w dawce 45 mg/kg paszy. Wzbogaconą biomasę podaje się zwierzętom poprzez rozprowadzenie jej w stosowanej paszy. Kury karmione tym sposobem znoszą jaja bogatsze w mikroelementy, których stężenie wynosi 45,5 mg/kg Fe(II) w żółtku i 0,1 mg/kg Fe(II) w białku oraz 0,015 mg/kg Co(II) w żółtku i 0,001 mg/kg Co(II) w białku.Chickens are fed with any chosen feed appropriate to the species and age of the animals, with organic copper and inorganic iron withdrawn from the feed mixture. In place of the withdrawn ingredients, maize biomass enriched, by sorption in copper with the content of Co (II) 21.2 mg / g at a dose of 1 mg / kg feed, and maize biomass enriched with iron with the content of Fe (II) 16.3 ions mg / g at a dose of 45 mg / kg feed. The enriched biomass is fed to the animals by spreading it into the feed used. Chickens fed this way lay eggs richer in micronutrients, the concentration of which is 45.5 mg / kg Fe (II) in the yolk and 0.1 mg / kg Fe (II) in the protein and 0.015 mg / kg Co (II) in the yolk and 0.001 mg / kg Co (II) in protein.

P r z y k ł a d IVP r x l a d IV

Kozy karmi się dowolnie wybraną paszą, odpowiednią dla danego gatunku oraz wieku zwierząt, przy czym cynk w formie nieorganicznej lub organicznej wycofuje się z mieszanki paszowej. W miejsce wycofanego składnika stosuje się biomasę jęczmienia wzbogaconą na drodze sorpcji w cynk o zawartości jonów Zn(II) 9,1 mg/g w dawce 50 mg/kg paszy. Wzbogaconą biomasę podaje się zwierzętom poprzez rozprowadzenie jej w stosowanej paszy. Mleko uzyskiwane od tak odżywianych kóz jest bogatsze w cynk, którego stężenie w mleku jest większe niż 3,5 mg/dm .Goats are fed with any chosen feed appropriate to the species and age of the animals, with zinc in inorganic or organic form withdrawn from the feed mixture. In place of the withdrawn component, barley biomass enriched by sorption in zinc with a Zn (II) content of 9.1 mg / g in a dose of 50 mg / kg feed is used. The enriched biomass is fed to the animals by spreading it into the feed used. The milk obtained from goats nourished in this way is richer in zinc, the concentration of which in the milk exceeds 3.5 mg / dm.

PL 225 532 B1PL 225 532 B1

P r z y k ł a d VP r z k ł a d V

Kury nioski karmi się dowolnie wybraną paszą, odpowiednią dla danego gatunku oraz wieku zwierząt, przy czym dodatkowo, do paszy dodaje się śrutę słonecznikową wzbogaconą na drodze sorpcji w jony chromu w procesie biosorpcji. Zawartość jonów chromu we wzbogaconym śrucie słonecznikowym wynosi 25,6 mg/g, a do paszy dodaje się go w takiej ilości, aby zawartość jonów Cr(III) w paszy wynosiła w ilości 2 mg jonów Cr(III) na kilogram paszy. Stosowną paszę miesza się z wzbogaconą biomasą i karmi nią kury. W ten sposób odżywiane kury znoszą jaja bogatsze w chrom, któr ego stężenie w żółtku jest większe niż 0,13 mg/kg i w białku większe niż 0,01 mg/kg.Laying hens are fed with any selected feed, appropriate for the species and age of the animals, and additionally, sunflower meal enriched by sorption with chromium ions in the process of biosorption is added to the feed. The chromium ion content of the enriched sunflower meal is 25.6 mg / g, and it is added to the feed in such an amount that the content of Cr (III) ions in the feed is 2 mg of Cr (III) ions per kilogram of feed. The appropriate feed is mixed with enriched biomass and fed to the hens. Chickens fed in this way lay eggs richer in chromium, the concentration of which in the yolk is greater than 0.13 mg / kg and in the protein greater than 0.01 mg / kg.

Claims

1. Method of biofortification into micronutrients of animal products derived from livestock farming intended for human consumption, such as meat, eggs and milk, characterized in that the animal feed is supplemented at a dose of 0.5-200 mg of micronutrient ions per kilogram of feed , o accessible micronutrient feed components, containing biomass, in the form of grains or cereal bran or legume seeds or maize grains or seed or kernel middlings, which through carboxylic, hydroxyl or phosphoryl functional groups existing on the surface of the cell walls of the biomass, it is associated with microelements such as Zn (II), Mn (II), Cu (II), Fe (II), Co (II) or Cr (III) ions.

2. The method according to p. 1, characterized in that the content of micronutrients in the feed component is 5.0-60.0 mg / g Mn (II) or 3-60 mg / g Cu (II) or 5-60 mg / g Zn (II) or 3 -60 mg / g Fe (II) or 0.5-50 mg / g Co (II) or 3-120 mg / g Cr (III).

3. The method according to p. The method of claim 1, wherein the micronutrient feed components are administered to the animals in a mixture with a feed used in animal nutrition.