untea

1

UNIVERSITATEA DIN BUCURETI FACULTATEA DE CHIMIE

COALA DOCTORAL N CHIMIE

TEZA DE DOCTORAT

Rezumat

Conductor tiinific Doctorand Prof. Dr. Luminia Vldescu Untea Arabela Elena

2012

2

UNIVERSITATEA DIN BUCURETI FACULTATEA DE CHIMIE

COALA DOCTORAL N CHIMIE

TEZ DE DOCTORAT Rezumat

STUDIU CHIMICO - ANALITIC AL

CORELAIILOR NTRE CONINUTUL DE MICROELEMENTE DIN ORGANISMUL

ANIMAL I CONCENTRAIILE ACESTORA DIN DIETELE DE HRAN MBOGITE CU

PLANTE I EXTRACTE DIN PLANTE

Conductor tiinific Doctorand Prof. Dr. Luminia Vldescu Untea Arabela Elena

2012

3

CUPRINS

Capitolul 1. Microelemente eseniale...... 6

1.1. Valoarea biologic a elementelor minerale eseniale pentru organismul animal6

1.2. Modaliti de asigurare a microelementelor eseniale la purceii nrcai .........................7

Capitolul 2. Folosirea metodelor spectrometrice pentru determinarea coninutului de

microelemente din probe vegetale i probe biologice de origine animal................................9

2.1. Determinarea coninutului de microelemente din probe vegetale .9

2.2. Determinarea coninutului de microelemente din probe biologice de origine

animal..........................................................................................................................................10

2.3. Sursele de microelemente utilizate pentru suplimentarea raiilor de hran a

animalelor......................................................................................................................................10

Capitolul 3. Aspecte practice ale studiului privind corelaia dintre coninutul de

microelemente din organismul animal i concentraiile acestora din dietele de hran

mbogite cu plante si extracte din plante...............................................................................11 3.1. Luarea i pregtirea probelor pentru analiz ....11

3.2. Stabilirea condiiilor optime de lucru pentru determinarea microelementelor Fe, Cu, Mn,

Zn din probe biologice..................................................................................................................12

3.3. Organizarea experimentelor de nutriie animal...............................................................12

Capitolul 4. Validarea metodelor de determinare a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn din

probe biologice............................................................................................................................13

4.1. Alegerea metodei de aducere n soluie a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn prin

spectrometrie de absorbie atomic cu flacar ....13

4.2. Verificarea n laborator a metodei de determinare a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn

prin spectrometrie de absorbie atomic cu flacar......................................................................13

4.3. Validarea metodei de dezagregare cu microunde............................................................14

4.4. Calcularea incertitudinii de msurare la determinarea microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn din

probe de material biologic prin spectrometrie de absorbie atomic cu flacar, dupa dezagregare

cu microunde................................................................................................................................16

4.5. Studiu interlaboratoare pentru validarea metodei de determinare a microelementelor Fe, Cu,

Mn, Zn din probe de natur vegetal i stabilirea coninutului de microelemente din

plante............................................................................................................................................17

Capitolul 5. Studiu chimico- analitic al corelaiei ntre coninutul de microelemente din

organismul animal i concentraiile acestora din dietele de hran mbogite cu extracte

vegetale sau plante de cultur.................................................................................................18 5.1. Studiu chimico- analitic al corelaiei ntre coninutul de microelemente din organismul

animal i concentraiile acestora din dietele de hran mbogite cu

inulin..........................................................................................................................................18

4

5.2. Studiul corelaiei ntre coninutul de microelemente din organismul animal i concentraia

acestora din dietele de hran mbogite cu un amestec pe baza de topinambur i frunze de

ctin...........................................................................................................................................20

Capitolul 6. Studiu chimico- analitic al corelaiei ntre coninutul de microelemente din

organismul animal i concentraiile acestora din dietele de hran mbogite cu plante din

flora spontan............................................................................................................................23

6.1. Determinarea continuului de Fe, Cu, Mn, Zn din oregano, afin si colul babei, provenite

din flora spontan........................................................................................................................23

6.2. Studiul corelaiei ntre coninutul de microelemente din organismul animal i concentraiile

acestora din dietele de hran mbogite cu oregano...................................................................24

6.3. Studiul corelaiei ntre coninutul de microelemente din organismul animal i concentraiile

acestora din dietele de hran mbogite cu amestecuri de plante din flora

spontan.......................................................................................................................................29

Concluzii.....................................................................................................................................34

Bibliografie (selecie din tez)....................................................................................................36

5

INTRODUCERE

Scopul tezei de doctorat a fost de a caracteriza din punct de vedere chimico-analitic mai multe

tipuri de probe biologice de origine vegetal i animal n vederea evalurii unor corelaiilor existente

ntre coninutul de microelemete din raiile de hran i regsirea acestora n organismul animal. In

mod concret, s-au evaluat aceste corelaii n cazul suplimentrii raiilor purceiilor nrcai cu anumii

fitoaditivi specii i amestecuri de plante din flora spontan i de cultur) n scopul mbuntirii

statusului mineral in organismul animal, precum i al protejrii mediului prin reducerea cantitilor de

premixuri minerale folosite. Fitoaditivii (aditivii fitogenici) folosii ca suplimente n hrana animalelor

sunt plante sau produi derivai din plante care sunt nglobati n raiile furajere cu scopul de a

mbunti productivitatea animalelor sau/i pentru a crete calitatea alimentelor obinute pornind de

la aceste animale. Premixurile minerale (amestecuri de substane anorganice) sunt folosite n mod

curent ca suplimente n hrana animalelor.

Prezena microelementelor n hrana animalelor este indispensabil asigurrii performanelor

de cretere i sntate. Elemente cum sunt Cu, Fe, Mn i Zn trebuie adugate n hrana animalelor

crescute n ferme de tip convenional. Problema este c sursele sub care se adaug, n special oxizi,

sulfai i alte combinaii anorganice, sunt surse cu biodisponibilitate mic a microelementelor ceea ce

face ca o mare cantitate de microelemente ingerate s ajung direct n dejecii. De altfel, din cauza

biodisponibilitaii mici se folosesc cantiti mari de astfel de substane anorganice pentru a fi asigurat

atingerea necesarului. Problema este acut n cazul cuprului i zincului care sunt metale grele, iar

acumularea lor n sol afecteaz grav calitatea solului i a apelor freatice i de suprafa.

Exist o foarte mare varietate de compui vegetali utilizai n hrana animalelor pentru care au

fost studiate proprietaile antioxidante, antibacteriene dar i potenialul vitaminic sau mineral. Motivul

pentru care s-a dezvoltat domeniul fitoaditivilor furajeri este interzicerea utilizrii antibioticelor n

hrana animalelor, ca urmare a identificrii riscului apariiei rezistenei bacteriilor la aciunea

antibioticelor.

Pentru evaluarea efectelor unor suplimente de aditivi fitogenici n raia de hran, asupra

organismului animal, au fost studiate n cadrul prii experimentale a tezei de doctorat: un extract de

plant (inulina obinut din cicoare), dou plante de cultur (topinambur i ctin, recoltate din serele

unui productor de suplimente alimentare) i trei plante recoltate din flora spontan (oregano, afin i

colul babei). S-au desfaurat o serie de experimente de nutriie pe purcei recent ntrcai (2

experimente a cte 2 loturi cu 4 purcei / lot; 2 experimente a cte 3 loturi i 4 purcei / lot; 1 experiment

n ferm, cu 2 loturi i 8 purcei / lot), n care aceste plante au fost incluse n raiile animalelor. n

cadrul acestor experimente, s-au recoltat probe de materii vegetale (plante, nutre combinat) i probe

de origine animal (ser, organe, fecale, urin,) care au fost analizate, au fost determinate concentraiile

unor elemente metalice i pe baza rezulatelor obinute au fost stabilite corelaii ntre coninutul de

microelemente din organismul animal i cel din plantele folosite ca adausuri n hran.

6

Capitolul 1

MICROELEMENTE ESENIALE

1.1. VALOAREA BIOLOGIC A ELEMENTELOR MINERALE

ESENIALE PENTRU ORGANISMUL ANIMAL

Substanele minerale se gasesc att n nutreuri, ct i n corpul animalelor, n cantiti diferite.

Ele sunt prezente n esuturile biologice i se regsesc n cenua obinuta prin arderea acestora.

Att macro ct i microelementele se absorb mai bine cnd sunt sub forma unor sruri relativ

uor solubile n mediul acid din stomac: carbonai, sulfai, oxizi. Substanele minerale din furajele

vegetale au un coeficient de asimilare (absorbie) mai mic n comparaie cu srurile anorganice

administrate animalelor sub form de suplimente minerale (amestecuri, premixuri) nglobate n

nutreurile combinate.

n cazul existenei unor tulburri de nutriie mineral, pentru o diagnosticare precis a

cauzelor i efectelor, de multe ori, se recurge la studii de bilan mineral, asociate cu observaii de

producie i analize privind valorile coninutului mineral n ser i diferite esuturi (organe, piele).

Parametrii indicatori pentru metabolismul mineral sunt: coeficenii de absorbie, concentraia

elementelor minerale n excret i esuturile de depozitare, interaciile cu alte substane nutritive etc.

Valorile acestor parametri arat dac nivelul de substane minerale prezente n hran este unul

adecvat (conform cerinelor i normelor), adic, dac se asigur cantiti corespunzatoare de elemente

minerale n esuturi pentru dezvoltarea animalului i pentru obinerea produciilor specifice speciei i

vrstei. Rezult c analiza coninutului mineral poate constitui de multe ori un indiciu pertinent

asupra satisfacerii cerinelor organismului n substane minerale.

Funciile biologice ale fierului, cuprului, manganului i zincului

Principalele funcii ale fierului sunt legate de participarea la transportul sanguin al oxigenului

i n respiraia tisular. Fierul este component al hemoglobinei i al celulelor roii din snge. Se

gsete n muchi sub form de mioglobin, n ser ca transferin, n placent ca uteroferin, n lapte

ca lactoferin i n ficat ca feritin i hemosiderin (Zimmerman, 1980). De asemenea, joac un rol

important n organism n calitatea sa de component al mai multor enzime metabolice.

Rolul fiziologic al cuprului, component al ceruloplasminei, const n participarea la

hematopoez, condiionnd absorbia i utilizarea fierului n sinteza porfirinei III, a hemului i a

enzimelor cu fier. n absena cuprului in organism s-a constatat apariia unei anemii care nu cedeaz

la administrarea fierului, ci numai prin asocierea lui cu cuprul.

Rolul metabolic al manganului const n participarea lui n diferite sinteze i sisteme

enzimatice: peptidaze, fosfataze, arginaze etc. Manganul particip la funcia atoxic a fierului, la

potenarea vitaminei C i la efectul hipoglicemiant al adrenalinei (Prvu, 2003).

7

Zincul joac un rol foarte important n structura unor enzime, ca: dehidraza carbonic (0,33-

0,34 % zinc), uricaz (0,1% zinc), carboxipeptidaz pancreatic, alcooldehidrogenaz (din drojdii),

tiroxinaz, fosfataz intestinal, a cror activitate o favorizeaz. Are rol funcional n metaloenzime

cum sunt hidrolaza, liaza, izomeraza, transferaza etc. (Han, 2009). Zincul inactiveaz unele enzime,

ca: pepsina, tripsina etc. El are rol de potenare a unor hormoni, de exemplu insulina i a vitaminei B1

(Wash, 1994).

Cerinele de microelemente ale purceilor nrcai

n nutriia mineral, pentru a defini aportul unui element esenial ntr-o raie alimentar,

trebuie rspuns, n primul rnd, la ntrebrile ct? i n ce form? Marea dificultate n gsirea

rspunsurilor la aceste ntrebri se datoreaz faptului c recomandrile trebuie s se integreze strns,

n complexul de factori care influeneaz procesul de nutriie: complexitatea raiei i a sursei de

minerale, nivelul energetic al hranei, temperatura ambiant i factorii de stres (Criste, 2000).

Nutriionitii consider c este nevoie de o marj de siguran ntre necesar i recomandrile

practice, recomandnd o risip economic de elemente minerale (Diaz, 1986).

Lipsa datelor experimentale care s fundamenteze diferite sisteme de recomandri, a dus la

apariia unor diferenieri ntre noiunile de: cerin, recomandare i suplimentare (Paullauf, 1989). De

obicei, aporturile recomandate i indicate n tabele, pentru fiecare specie i categorie de animale,

reprezint un multiplu de 2-5 ori al valorii cerinelor nete determinate.

Pentru elementele minerale eseniale, exist cerine de ntreinere i producie clar stabilite

pentru aproape toate speciile i prin urmare exist i preocuparea nutriionistilor de a asigura

atingerea cerinelor prin includerea amestecurilor de sruri ale acestor minerale n nutreurile

combinate.

Cerinele de microelemente publicate n NRC 1998, pentru diferite categorii de porci sunt

prezentate n tabelul 1.1.

Tabelul 1.1. Cerinele de microelemente pentru porci, conform NRC 1998

Microelement Greutate corporal

3-5 kg 5-10 kg 10-20 kg 20-50 kg 50-80 kg 80-120 kg

Fe (mg / kg) 100 100 80 60 50 40

Cu (mg / kg) 6 6 5 4 3.5 3

Mn (mg / kg) 4 4 3 2 2 2

Zn (mg / kg) 100 100 80 60 50 50

1.2. MODALITI DE ASIGURARE A MICROELEMENTELOR

ESENIALE LA PURCEII NRCAI

Chiar dac suntem n secolul XXI, nc nu sunt stabilite nivelele optime de microelemente

care trebuie suplimentate/adugate raiei de baz. Se cunosc cerinele fiziologice, dar nu se tie exact

ct mai trebuie suplimentat/adugat, fa de coninutul existent n furajele componente ale raiei de

8

baz, pentru obinerea de producii performante din punct de vedere cantitativ, calitativ, economic i

ecologic.

Beneficii ale suplimentrii raiei de baz a purceilor nrcai cu microelemente eseniale

La purceii nrcai (15-30 Kg) principalul obiectiv n stabilirea cerinelor este acela al

optimizrii performanelor de cretere pe perioada primelor sptmni dup nrcare. Este o perioad

n care pot s apar probleme serioase legate de: scderea sporului n cretere, consumuri mai mici de

furaje, creterea morbiditii i a mortalitii.

Pe lng ali factori de stres care se instaleaz n perioada postnrcare, trecerea de la laptele

matern la o hrnire solid constituie o schimbare major n viaa unui purcel. n practic,

suplimentarea hranei animalelor cu microelemente se face conform recomandrilor productorilor de

premixuri (concentrate, amestecuri) minerale. Aceste recomandri de cele mai multe ori nu se

bazeaz pe date tiinifice care s in cont de complexul de factori prezentat mai sus. Practic sunt de

2 - 3 ori mai mari dect cerintele stabilite tiinific.

Biodisponibilitatea elementelor minerale din sursele de suplimentare a hranei

Dup evaluarea cantitii de microelement prezent n hran, biodisponibiliatea acestuia este

cel mai important aspect n asigurarea organismului cu minerale la nivelul cerintelor. Cheia micorrii

cantitilor de minerale ingerate de animale este aceea a mririi biodisponibilitii lor din hran. Orice

surs de microelemente poate fi evaluat prin intermediul biodisponibilitii. Pentru aceasta este

necesar s se realizeze cel puin studiul absorbabilitii acestuia, concentraiile n snge i organele de

depozit, dar i performanele zootehnice.

In vivo, sunt folosite cteva metode pentru determinarea biodisponibilitii microelementelor.

Uneori, se folosesc studii de bilan, dar pentru c elementele sunt slab absorbite, mici erori de

estimare a ingestei sau excretei pot conduce la mari erori n bilantul final. Alt metod de estimare a

biodisponibilitii este determinarea concentraiei microelementelor n unele organe de depozit.

9

Capitolul 2

FOLOSIREA METODELOR SPECTROMETRICE PENTRU

DETERMINAREA CONINUTULUI DE MICROELEMENTE

DIN PROBE VEGETALE I PROBE BIOLOGICE DE ORIGINE

ANIMAL

Unele elemente minerale sunt eseniale pentru sntatea i productivitatea animalului i au

un rol nutriional i biochimic bine definit. Exist i o alt categorie de elemente minerale care

apar n hran i esut animal n cantiti foarte mici i care, la nivelul actual de cunoastere, nu au

rol nutriional. Aceste elemente sunt denumite, convenional, contaminani.

2.1. DETERMINAREA CONINUTULUI DE MICROELEMENTE

DIN PROBE VEGETALE

Determinarea elementelor minerale in probele de nutre este ingreunata de faptul ca ele au

o matrice organic complex care conine specii chimice a cror concentratie poate varia de la

nivelul urmelor pn la acela de componeni majori. Aceast fapt a impus dezvoltarea unei game

largi de metode analitice (Emons, 2006): spectrometrie de absorbie atomic (cu flacar - FAAS

sau cuptor de grafit - GFAAS), spectrometria de emisie optic cu plasm cuplat inductiv (ICP-

OES), spectrometria de mas cu plasm cuplat inductiv (ICP-MS) i voltametria. Totui,

spectrometria de absorbie atomic este considerat a fi metoda de referin

(regulament152/2009) pentru analiza microelementelor din nutreuri. De aceea este folosit ca

baz de comparaie pentru alte metode de analiz.

Dezagregarile pe cale uscat, umed i cu microunde sunt cele mai folosite metode de

aducere in soluie a analiilor din matrice organic n vederea determinrii de microelemente din

probe biologice (Tuzen, 2007).

In tabelul 2.3. sunt nscrise cteva referinte bibliografice privind compararea metodelor

de aducere n soluie a microelementelor din diferite tipuri de probe.

Tabel 2.3. Studii care au implicat compararea metodelor de dezagregare n vederea

determinarii microelementelor prin metode spectrometrice

Materialul

analizat

Microelementele

determinate

Metoda de

determinare

Bibliografie

Concentrat de sup Cu, Zn, Mn, Fe, Al FAAS Soylac, 2006

Condimente Cu, Cd, Pb, Zn, Mn, Fe, Cr, Ni FAAS Soylac, 2010

Ceai Zn, Cu, Ni FAAS Soylac, 2007

Alimente Cd, Fe, Pb, Zn AAS Da Col, 2009

Biscuii Fe, Zn FAAS Doner, 2004

10

2.2. DETERMINAREA CONINUTULUI DE MICROELEMENTE DIN

PROBE BIOLOGICE DE ORIGINE ANIMAL

Metode de aducere a analiilor n soluie

Cateva Studii privind determinarea unor microelemente din probe biologice prin metode

spectrometrice sunt trecute in tabelul 2.11.

Tabelul 2.11. Studii privind determinarea unor microelemente din probe biologice

Probe biologice Microelemente studiate Metoda de

determinare

Bibliografie

Carne de gina Cu, Cd, Pb, Se, Mn, As,

Cr, Ni, Co, Al, Zn, Fe

AAS Uluozlu, 2009

Pete Cu, Fe, Mn, Zn, Se, Cr AAS Tuzen, 2009

Ficat Cu, Zn FAAS Mesko, 2006

Rinichi de porc, ficat bovin Cd, Cu, Pb FAAS Pereira-Filho, 2002

Lapte Cu, Fe, Pb FAAS Florian, 2001

Crab Cd, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, Zn ICP-OES Mutlu, 2011

2.3. SURSELE DE MICROELEMENTE UTILIZATE PENTRU

SUPLIMENTAREA RAIILOR DE HRANA A ANIMALELOR

Surse convenionale - srurile anorganice

Pe pia exist un numr extrem de mare de amestecuri de sruri minerale destinate

nutriiei animale. ntr-o serie de ri ale Uniunii Europene, exist o legislaie restrictiv fa de

folosirea unor amestecuri minerale la nivele ridicate i compuse din surse anorganice, surse

suspectate ca fiind poteniali ageni de poluare (Nicholson, 2008).

Surse neconvenionale - aditivii fitogenici in hrana animalelor

n ultimii 50 de ani microelemente precum Cu i Zn au nceput s fie folosite, pe scar

larg i la nivele foarte ridicate (Carlson, 1999; Hill, 2001; Poulsen, 1995) n hrana purceilor n

locul antibioticelor cu rol de stimulatori de cretere. Folosirea antibioticelor n hrana animalelor

este interzisa in UE datorita preocuprilor privind instaurarea rezistenei bacteriilor la om i

animale (Lalles, 2007). Insa si practica folosirii nivelelor ridicate de microelemente are un

impact negativ i de lung durat asupra mediului (sol i apa freatic) din jurul marilor ferme

(Nicholson, 2008). n acest context se nscriu cercetrile privind utilizarea plantelor/ aditivilor

fitogenetici. Se ridic ns ntrebarea dac aceste plante pot s fie i o surs natural de

microelemente (Rozica, 2005), biodisponibile la nivel intestinal, astfel ca balastul de mineral

excretat s fie diminuat.

11

Capitolul 3

ASPECTE PRACTICE ALE STUDIULUI PRIVIND CORELAIA

DINTRE CONINUTUL DE MICROELEMENTE DIN

ORGANISMUL ANIMAL I CONCENTRAIILE ACESTORA

DIN DIETELE DE HRAN MBOGITE CU PLANTE I

EXTRACTE DIN PLANTE

3.1. LUAREA I PREGTIREA PROBELOR PENTRU ANALIZ

n vederea realizrii experimentelor in cadrul studiului privind corelaiile dintre coninutul de

microelemente din organismul animal i concentraiile acestora n raiile suplimentate cu plante sau

extracte din plante, a fost necesar organizarea corecta a etapelor de lucru, n Laboratorul de Chimie

Analitic i Analize instrumentale in vederea determinarii concentraiilor de microelemente Fe, Cu,

Mn, Zn dintr-un numar foarte mare de probe biologice de tipuri diferite ct i pentru organizarea

experimentelor de nutriie animala.

Luarea i pregtirea probelor de material vegetal

Materialul vegetal (plantele folosite ca suplimente n experimentele de nutriie) recoltat i

uscat natural a fost mrunit prin tiere, mcinat n moara i cernut prin sita cu orificii ptrate cu

latura de 1 mm, conform prevederilor din Regulamentul (CE) nr. 152/2009. Probele prelevate din

materiile prime furajere componente ale raiei i din nutreul combinat, au fost prelevate folosind

eantioane colective (10 kg) reduse prin metoda sferturilor la eantioane de 1 kg.

Probele de plante, extracte de plante, materii prime furajere, nutreuri combinate, uscate i

mcinate au fost aduse n soluie prin dezagregare cu microunde.

Luarea i pregtirea probelor de material biologic de origine animal

Probele de origine animal (fecale, urin, ser, organe) recoltate pe parcursul desfurrii

experimentelor de nutritiie au fost prelevate astfel:

Pe parcursul experimentelor, fecalele au fost recoltate cantitativ, o dat pe zi. La sfritul

perioadei de bilan (o sptmn), probele prelevate au fost cntrite i omogenizate foarte bine

pentru a se constitui probe medii sptmnale. Probele de fecale uscate i mcinate au fost aduse n

soluie prin dezagregare cu microunde.

Urina a fost recoltat o dat pe zi i s-a nregistrat cantitatea eliminat. O cot de 10% din

cantitatea de urin eliminat a fost depozitat n sticle de plastic cu dop nfiletat, n care s-a adugat o

soluie de acid sulfuric 0,1 N astfel nct s asigure un pH de 2-4.

Serul - La nceputul i la finalul experimentelor, de la fiecare animal aflat n studiu, s-au

recoltat cte 7 mL de sange, din vena cav anterioar, n tuburi cu heparin.

12

Organe - La ncheierea experimentului, purceii au fost sacrificai conform prevederilor din

Legea privind protecia i bunstarea animalelor (Dir. 93/119/CCE, Ordin 180/2006). La fiecare

purcel sacrificat s-au recoltat probe de organe (ficat, rinichi, splina, inima, plmn, creier).

Pentru stabilirea metodei optime de aducere n soluie a analiilor din probele de organe, s-a

efectuat un studiu comparativ al rezultatelor obinute folosind trei metode de dezagregare: pe cale

uscata, pe cale umeda si cu microunde. Acest studiu s-a fcut pe ficat folosind un material de referin

certificat: Bovine liver CRM BCR 185R. In urma comparrii rezultatelor experimentale a fost

aleas pentru dezagregarea probelor biologice, metoda cea mai eficient din punct de vedere analitic

si economic, dezagregarea cu microunde.

3.2. STABILIREA CONDIIILOR OPTIME DE LUCRU PENTRU

DETERMINAREA MICROELEMENTELOR Fe, Cu, Mn, Zn DIN

PROBE BIOLOGICE

n vederea stabilirii condiiilor de lucru pentru determinrile cantitative ale microelementelor

Fe, Cu, Mn, Zn din probe biologice de material vegetal i organic prin spectrometrie de absorbie

atomic cu flacr, s-au folosit reactivi de puritate analitica i aparatura de laborator corespunzatoare

scopului stabilit. Pentru transvazare, diluii i stocare s-a folosit sticlarie clasa A.

3.3. ORGANIZAREA EXPERIMENTELOR DE NUTRIIE

ANIMAL

Tehnica experimental folosit n studiul privind absorbia i utilizarea microelementelor Fe,

Cu, Mn, Zn din diferite surse vegetale utilizate n hrana purceilor dup nrcare, s-a bazat pe

folosirea cutilor de digestibilitate n experimentele de tip microtest i a boxelor n experimentele de

tip macrotest.

Experienele de tip microtest, s-au desfurat pe purcei masculi metii n stare fiziologic

corespunztoare, sntoi cu o capacitate normal de ingerare a hranei. Numrul de purcei/ lot a fost

de 4 purcei/lot. Experimentele au durat aproximativ 30 de zile, n funcie de perioada n care purceii

nrcai au atins greutatea de 30 de kg. Structura de baz a raiei experimentale a fost aceeai pentru

toi purceii aflai n experimente.

n cadrul experimentelor de tip macrotest, realizate s-au folosit ca material biologic 16 purcei

metii, dup nrcare, cazai n cuti din fier beton, cu grtar pentru scurgerea dejeciilor. Evacuarea

dejeciilor s-a realizat pe pern de ap. Animalele au fost cazate cte 8 n fiecare box.

Porcii au fost cntrii individual la intrarea n experiment, sptmnal i la sfritul

experimentului. Pe parcursul experimentului s-a urmrit evoluia parametrilor zootehnici: greutatea

corporal, sporul mediu zilnic, consumul mediu zilnic de furaje i consumul specific.

13

Capitolul 4

VALIDAREA METODELOR DE DETERMINARE A

MICROELEMENTELOR Fe, Cu, Mn, Zn DIN PROBE BIOLOGICE n acest capitol sunt prezentate rezultatele experimentale obinute i concluziile formulate pe

baza acestora n cadrul experimentelor efectuate privind alegerea i validarea metodelor de

dezagregare i determinare a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn, din probe biologice de natur

animal i vegetal (Untea, 2010a; Untea 2012a).

4.1. ALEGEREA METODEI DE ADUCERE N SOLUIE A

MICROELEMENTELOR Fe, Cu, Mn, Zn DIN PROBE DE FICAT

Pentru a alege metoda optim de dezagregare a probelor de ficat, n vederea determinrii

cantitative a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn, prin FAAS, s-au comparat rezultatele obinute prin

folosirea a trei metode: dezagregarea pe cale uscat, dezagregarea pe cale umed i dezagregarea cu

microunde. Determinrile au fost fcute folosind ca material de referin: Certified bovine liver

(CRM BCR 185R) (Untea, 2012a). Dintre rezultatele obinute prin aplicarea celor trei metode de

aducere n soluie, la dezagregarea cu microunde, s-au obinut cele mai apropiate procente de

recuperare de 100% i medii caracterizate de cele mai mici valori ale deviaiei standard.

4.2. VERIFICAREA N LABORATOR A METODEI DE

DETERMINARE A MICROELEMENTELOR Fe, Cu, Mn, Zn PRIN

SPECTROMETRIE DE ABSORBIE ATOMIC CU FLACR

Metoda de determinare a microelementelor prin spectrometrie de absorbie atomic cu flacr

a fost verificat n laborator, urmrind o serie de parametri: linearitate, domeniu de lucru,

sensibilitate, limit de detecie i limit de cuantificare (Untea, 2010a, Untea 2012a) n conformitate

cu regulile internaionale (Validation of Analitical Procedures, 1995).

Verificarea parametrilor de performan pentru metoda de determinarea a fierului,

cuprului, manganului si zincului prin FAAS

Linearitatea, domeniul de lucru i sensibiliatatea metodei de determinare au fost evaluate

prin trasarea dreptei de etalonare cu 10 puncte, folosind soluii standard cu concentraii cuprinse ntre

0,5 i 5 ppm pentru Fe ; 0,4 i 4 ppm pentru Cu ; 0,2 i 2 ppm pentru Mn si 0,1 i 1 ppm pentru Zn.

Limita de detecie i limita de cuantificare a metodei de determinare a fierului, cuprului,

manganului si zincului prin FAAS

n scopul determinrii limitei de detecie, LOD i a limitei de cuantificare, LOQ s-au preparat

serii de 5 soluii, cu aceeai concentraie : soluia etalon entru Fe, cu concentraia cea mai mic

14

folosit pentru trasarea curbei de etalonare (0,5 ppm) a fost diluat de 50 ori (LOD = 0,03 ppm si

LOQ = 0,22 ppm); soluia etalon pentru Cu, cu concentraia de 0,4 ppm a fost diluat de 40 ori (LOD

= 0,014 ppm si LOQ = 0,06 ppm); soluia etalon pentru Mn, cu concentraia de 0,2 ppm a fost diluat

de 20 ori (LOD = 0,04 ppm si LOQ = 0,16 ppm) i soluia etalon pentru Zn, cu concentraia de 0,1

ppm a fost diluat de 10 ori (LOD = 0,008 ppm si LOQ = 0,03 ppm).

4.3.VALIDAREA METODEI DE DEZAGREGARE CU MICROUNDE

Validarea metodei de dezagregare cu microunde pentru probe de ficat

Metoda de aducere n soluie a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn folosind dezagregarea probei

cu microunde a fost validat urmrind parametrii specifici protocolului: exactitate (acuratee),

precizia, repetabilitatea, reproductibilitatea i recuperarea. Pentru a calcula parametrii de performan

ai metodei, s-a preparat o serie de 8 probe de material de referin organic ( ficat bovin CRM BCR

185R) cu coninut certificat: 184 ppm Fe, 277 ppm Cu, 11,07 ppm Mn i 138,6 ppm Zn (Untea,

2012a).

Evaluarea exactitii metodei de dezagregare cu microunde s-a determinat folosind 8 probe de

material de referin certificate i apoi s-a determinat coninutul de microelemente Fe, Cu, Mn, Zn

prin spectrometrie de absorbie atomica.

Valoarile obtinute pentru exactitate au fost de 101,80% pentru Fe ; 99,09% pentru Cu;

98,13% pentru Mn i 98,18% pentru Zn. Valorile calculate se ncadreaza n intervalul impus de

criteriul de performan (bias 2%), astfel nct, metoda poate fi considerat validat pentru

parametrul exactitate.

Datele obinute la determinarea preciziei metodei de determinare cantitative a microelementelor

(Fe, Cu, Mn, Zn) din probe de ficat prin FAAS dupa dezagregare cu microunde au fost :

Fier - precizia in aceeasi zi : RSD = 0,46% ; 0,60% ; 0,66%, iar in zile diferite : RSD = 1,48%;

Cupru - precizia in aceeasi zi : RSD = 1,50% ; 1,23% ; 1,03% iar in zile diferite : RSD = 1,18%;

Mangan - precizia in aceeasi zi : RSD = 1,87% ; 1,96% ; 1,74% iar in zile diferite : RSD = 1,92%;

Zinc - precizia in aceeasi zi : RSD = 1,68% ; 1,95% ; 1,62% iar in zile diferite : RSD = 1,81%.

Criteriul de performan impus: valoarea maxim admis a RSD este n conformitate cu

ecuaia Horwitz : RSD = 2(1-0.5lgC). Pentru o concentraie de 1 ppm, RSD = 10,72%. n cazul

metodelor validate s-au obinut valori RSD < 2%, deci criteriul de performan a fost ndeplinit.

Datele obinute la determinarea reproductibilitii metodei de determinare cantitativ a

cuprului din probe de ficat prin FAAS dup dezagregare cu microunde au fost :

Fier - RSD = 1,93% pentru analistul 1 i RSD = 1,14% pentru analistul 2;

Cupru - RSD = 1,50% pentru analistul 1 i RSD = 1,47% pentru analistul 2;

Mangan - RSD = 1,98% pentru analistul 1 i RSD = 1,61% pentru analistul 2;

Zinc - RSD = 1,72% pentru analistul 1 i RSD = 1,82% pentru analistul 2.

Valorile RSD < 2%, ceea ce arat c metoda poate fi considerat validat pentru acest

parametru.

15

Din datele obinute la determinarea parametrului regsire pentru metoda de determinare

cantitativ a fierului, cuprului, manganului i zincului din probe de ficat prin FAAS dup dezagregare

cu microunde, au rezultat procente de regasire de 101,41 pentru Fe ; 101,72 pentru Cu ; 100,45 pentru

Mn i 100,51 pentru Zn. Randamentul de regsire a fost cuprins n intervalul 100% 2%, deci

metoda poate fi considerat validat pentru acest parametru.

Validarea metodei de dezagregare cu microunde pentru probe de amestec de plante

Pentru a calcula parametrii de performan ai metodei, s-a preparat o serie de 8 probe de

material de referin vegetal (amestec botanic MIXED POLISH HERBS INCT-MPH-2) cu coninut

certificat (460 ppm Fe, 7,77 ppm Cu, 191 ppm Mn i 33,5 ppm Zn).

La determinarea exactitii metodei de determinare cantitativ a microelementelor din probe de

material vegetal prin FAAS dup dezagregare cu microunde, s-au obtinut urmatoarele valori: 99,85%

pentru Fe; 98,38% pentru Cu; 98,13% pentru Mn i 98,81% pentru Zn. Valorile obinute se

ncadreaza n intervalul impus de criteriul de performan (bias 2%), astfel nct, metoda poate fi

considerat validat pentru parametrul exactitate.

Datele obinute la determinarea preciziei metodei de determinare cantitativ a microelementelor

(Fe, Cu, Mn, Zn) din probe de material vegetal prin FAAS dupa dezagregare cu microunde au fost :

Fier - precizia in aceeasi zi : RSD = 0,38% ; 0,47% ; 0,99%, iar in zile diferite : RSD = 1,53%;

Cupru - precizia in aceeasi zi : RSD = 1,47% ; 1,66% ; 1,64% iar in zile diferite : RSD = 1,85%;

Mangan - precizia in aceeasi zi : RSD = 0,74% ; 1,18% ; 0,75% iar in zile diferite : RSD = 1,08%;

Zinc - precizia in aceeasi zi : RSD = 1,68% ; 0,94% ; 1,40% iar in zile diferite : RSD = 1,84%.


parametru.

La determinarea reproductibilitii metodei de determinare cantitative a microelementelor

(Fe, Cu, Mn, Zn) din probe de material vegetal prin FAAS dup dezagregare cu microunde s-au

obtinut urmatoarele valori:

Fier - RSD = 1,93% pentru analistul 1 i RSD = 1,14% pentru analistul 2;

Cupru - RSD = 1,87% pentru analistul 1 i RSD = 1,10% pentru analistul 2;

Mangan - RSD = 1,83% pentru analistul 1 i RSD = 0,99% pentru analistul 2;

Zinc - RSD = 1,84% pentru analistul 1 i RSD = 1,83% pentru analistul 2.


parametru.

Pentru metoda de determinare cantitativ a microelemnetelor (Fe, Cu, Mn, Zn) din probe de

material vegetal (material de referin MIXED POLISH HERBS INCT-MPH-2) prin FAAS dup

dezagregare cu microunde, regasirea a fost de 100,33% pentru Fe; 100,63% pentru Cu; 98,21%

pentru Mn i 101,27% pentru Zn. Randamentul de regsire a fost cuprins n intervalul 100% 2%,

deci metoda poate fi considerat validat pentru acest parametru.

16

4.4. CALCULAREA INCERTITUDINII DE MSURARE LA

DETERMINAREA MICROELEMENTELOR Fe, Cu, Mn, Zn DIN PROBE DE

MATERIAL BIOLOGIC PRIN SPECTROMETRIE DE ABSORBIE

ATOMIC CU FLACR, DUP DEZAGREGARE CU MICROUNDE

Cuantificarea surselor de incertitudine

Scopul determinrilor experimentale efectuate este de a cuantifica incertitudinea aparut n

etapele parcurse ntr-o analiz. Acest lucru poate fi fcut utiliznd date experimentale proprii sau date

obinute din presupuneri bine fundamentate.

- Volumul (V) - Incertitudinea compus asociat folosirii unui balon de 50 mL, este alctuit din

trei incertitudini individuale: etalonarea, repetabilitatea, temperatura

- Masa (m) - Incertitudinea compus asociat masei, u(m) este alcatuit din: incertitudinea de

linearitate; incertitudinea metrologic; incertitudinea de repetabilitate; incertitudinea de rezoluie.

- Concentraia de microelement (C0) Incertitudinea asociata concentratiei de microelement din

probele de natura animal i vegetal se calculeaz cu ajutorul curbei de etalonare

corespunzatoare.

Pentru a calcula incertitudinea standard compusa a unui produs, u(r)/r se compun

incertitudinile standard care intervin n rezultatul final. Datele folosite pentru calculul incertitudinii de

msurare pentru probele de ficat bovin (P1) i de material vegetal (P2) sunt prezentate n tabelul 4.42.

Tabelul 4.42. Datele folosite pentru calcularea incertitudinii de msurare a concentraiilor de

microelemente Fe, Cu, Mn, Zn din probe de ficat bovin i material vegetal (materiale de referin)

u(V) u(m) Sxx S u(c0) r U(r)

FIER

P1 0,029 0,00012 7,58 0,0076 0,089 187,31 0,179

P2 0,029 0,00012 7,58 0,0076 0,080 459,33 0,160

CUPRU

P1 0,029 0,00012 5,75 0,153 1,669 274,48 3,338

P2 0,029 0,00012 0,63 0,029 0,357 7,65 0,713

MANGAN

P1 0,029 0,00012 0,40 0,049 0,632 10,86 1,263

P2 0,029 0,00012 1,44 0,156 1,582 188,73 3,164

ZINC

P1 0,029 0,00012 0,32 0,178 2,294 136,07 4,588

P2 0,029 0,00012 0,32 0,178 2,315 33,10 4,630

Din tabelul 4.42 se observa valori ridicate ale incertitudinii de msurare n raport cu rezultatul

determinrii n cazul unor concentraii mici de microelement n proba de analizat. Unul din factorii

care influeneaz valoarea final a incertitudinii este domeniul de lucru, care trebuie stabilit n funcie

de domeniul de concentraii n care se gsete analitul n proba de analizat.

17

4.5. STUDIU INTERLABORATOARE PENTRU VALIDAREA

METODEI DE DETERMINARE A MICROELEMENTELOR Fe, Cu, Mn, Zn

DIN PROBE DE NATUR VEGETAL I STABILIREA CONINUTULUI

DE MICROEMENTE DIN PLANTE

Cunoasterea cu precizie a coninutului de microelemente Fe, Cu, Mn, Zn n plantele folosite

ca adaosuri n raiile de hran ale purceilor din experimentele efectuate n cadrul elaborarii tezei de

doctorat, este necesar pentru a calcula nivelul de includere al acestora n raiile purceilor, n cadrul

experimentelor de bilan mineral (Untea, 2009; Untea, 2010b; Untea, 2010c; Untea, 2012d). La

studiul au participat 7 laboratoare din 6 institude de cercetare din Romnia.

Pentru stabilirea irurilor de date omogene, a mediei robuste, a deviaiei standard i a

incertitudinii s-a aplicat Algoritmul A (Thompson, 2006). Valorile asumate, deviaiile standard i

incertitudinile asociate ale irurilor de date corespunztoare determinarilor de Fe, Cu, Mn i Zn din

cele 3 plante analizate, sunt prezentate n tabelul 4.44.

Tabelul 4.44. Rezultatele obinute n urma folosirii algoritmului A pentru irurile de date

corespunztoare determinrii concentraiilor de Fe, Cu, Mn i Zn din probe de plante recoltate din

flora spontan

Ele

men

t

Mrimi Afin Oregano Colul babei

Medie

aritmetic mg/kg

Valoare

asumat mg/kg

Medie

aritmetic mg/kg

Valoare

asumat mg/kg

Medie

aritmetic mg/kg

Valoare

asumat mg/kg

Fe Medie 81,32 81,11 1886,47 1868,80 279,43 278,25

Deviaie standard 13,47 16,57 250,91 240,99 48,89 51,57

Incertitudine 3,78 55,00 11,77

Cu Medie 4,68 4,54 9,90 10,87 7,19 9,12



Mn Medie 204,36 204,10 76,78 77,17 46,07 46,13



Zn Medie 53,98 53,43 53,40 53,30 44,95 44,73



Pentru a evalua performanele statistice ale participanilor, s-au folosit scorurile Z, Z i Zeta.

Parametri statistici calculai pentru determinarea concentraiilor de microelemente Fe, Cu,

Mn, Zn n probe de afin au aratat c in cazul cuprului, pentru laboratoarele 1 i 7 s-au calculat valori

zeta cuprinse ntre 2 i 3, respectiv mai mari dect 3. n probele de oregano i colul babei,

determinrile manganului i zincului nu au artat diferene ntre performanele participanilor.

18

Capitolul 5

STUDIU CHIMICO-ANALITIC AL CORELAIEI NTRE

CONINUTUL DE MICROELEMENTE DIN ORGANISMUL

ANIMAL I CONCENTRAIILE ACESTORA DIN DIETELE DE

HRAN MBOGITE CU EXTRACTE VEGETALE SAU CU

PLANTE DE CULTUR n cutarea unor substane care s nlocuiasc antibioticele pentru perioada de nrcare a

purceilor, s-a propus ca alternativ utilizarea extractelor din plante (Han, 2006).

Scopul acestui studiu realizat n cadrul tezei de doctorat a fost acela de a evalua efectul

utilizrii n hrana purceilor nrcai, a unor extracte de plante sau plante de cultur asupra corelaiei

dintre coninutul de microelemente al acestora i regsirea lor n organismul animal.

5.1. STUDIU CHIMICO - ANALITIC AL CORELAIEI NTRE

CONINUTUL DE MICROELEMENTE DIN ORGANISMUL ANIMAL

I CONCENTRAIILE ACESTORA DIN DIETELE DE HRAN

MBOGITE CU INULIN

n cadrul proiectului internaional FP 6 Feed for Pig Health, s-a desfurat un experiment de

evaluare a compusului natural inulina, folosit ca alternativ la antibiotice. n acest proiect, rolul

Institutului de Cercetare - Dezvoltare pentru Biologie i Nutriie Animal (IBNA) a fost de a studia

biodisponibilitatea microelementelor coninute n compuii naturali folosii ct i efectul lor asupra

statusului mineral al animalelor.

Experimentul, efectuat n cadrul prii experimentale a tezei de doctorat, a avut loc n dou

ferme diferite pentru a putea fi evaluate, prin comparaie, influenele date de condiiile ambientale.

S-au folosit: o ferm care asigura condiii stricte de igien i o ferm cu condiii obinuite, specifice

creterii porcilor n scopuri comerciale.

Prin experiment s-a evaluat n ce msur suplimentul de inulin adugat n hran influeneaz

nivelul microelementelor n ficatul purceilor nrcai, prin comparaie cu lotul de purcei hrnit numai

cu raia de baz (Untea, 2012b, Untea, 2012c).

Rezultatele obinute n studiul corelaiei ntre coninutul de microelemente din

organismul animal i concentraia acestora din dietele de hran mbogite cu extracte vegetale

Au fost prelevate probe de ficat de la purceii sacrificai la nceputul experimentului (ziua 0 de

administrare a raiei cu supliment de inulin), dup 5 zile i dup 11 zile (la finalul experimentului).

Concentraiile de microelemente n probele de ficat recoltate de la purceii sacrificai sunt prezentate

n tabelele 5.3. i 5.4.

19

Tabel 5.3. Efectele suplimentelor de inulin asupra depozitelor de Cu, Mn i Zn din ficatul

purceilor nrcai (Ferm comercial)

Concentraii

Probe

Lot martor Lot experimental

Cu

ppm

Zn

ppm

Mn

ppm

Cu

ppm

Zn

ppm

Mn

ppm

Premix 0,00 50,00 35,00 0,00 50,00 35,00

Materii furajere 6,44 34,88 2,44 6,44 34,88 2,44

Total furaj 6,44 84,88 37,44 6,44 84,88 37,44

Ficat - 28 de zile (LB) 207,14 5,7 206,79 8,7 10,41 0,8 207,14 5,7 206,79 8,7 10,41 0,8

Ficat - 33 de zile 144,12* 16,5 193,43 17,1 10,85 0,5 143,38* 10,8 188,57* 19,4 10,79 0,6

Ficat - 39 de zile 26,62* 5,5 131,95* 2,8 10,29 1,4 71,31* 7,6 128,15* 15,2 9,93 1,4

Nota: * - semnificativ diferit fa de LB (p0.05) (LB = linia de baz)

Nu s-au nregistrat diferene semnificative (p0,05) ntre loturi n ceea ce privete

concentraiile de Zn din ficatul purceilor sacrificai la 33, respectiv 39 de zile. La finalul

experimentului, concentraiile de zinc din ficat au fost semnificativ mai mici (p 0,05) dect cele

determinate n probele de ficat prelevate de la purceii sacrificai la 33 de zile. Explicaia este legat

de coninutul de zinc din raie. Suplimentul de Zn adus prin premix n raiile purceilor a fost de doar

50 ppm fat de 80 ppm nivelul recomandat de National Research Council, NRC (1998), deoarece

unul dintre obiectivele experimentului a fost acela de a reduce n raie cantitile de microelemente cu

rol de promotor de cretere (Cu, Zn). n consecin, a fost redus i absorbia zincului din hran,

concentraia de Zn din ficat fiind direct proporional cu nivelul din raie, comportare n concordana

cu literatura de specialitate (Carlson, 1999). Inulina din raie nu a avut efect asupra concentraiilor de

Zn din ficat.

Rezultatele experimentale au artat c suplimentele de inulin n hrana de baz nu au

influenat absorbia manganului n organismul purceilor.

Concentraiile de Cu n ficatul purceilor la finalul experimentului au fost semnificativ mai

mici dect valorile nregistrate la nceputul studiului. Rezultatele obinute pentru concentraiile de Cu

n ficat, sunt n acord cu datele publicate n literatura de specialitate la aceeai categorie de purcei

(Jondreville, 2005; Apgar, 1995). Rezultatele din tabelul 5.3. nu au artat diferene semnificative

ntre loturi dup primele 5 zile de tratament (vrsta de 33 zile), dar concentraiile de Cu n ficat au

fost semnificativ diferite (p = 0.0002) ntre loturi la finalul experimentului (vrsta de 39 zile). Aceste

rezultate demonstreaz c, dei nivelul de Cu din raie nu a diferit ntre loturi, suplimentul de inulin

a imbuntit absorbia i utilizarea cuprului n organismul purceilor nrcai. Evoluia concentraiilor

de Cu s-a incadrat pe o pant descendent pe parcursul experimentului, la final, concentraiile de Cu

din ficatul purceilor lotului M reprezentnd doar 12,5% din concentraia de Cu nregistrat n ficatul

purceilor sacrificai la nceputul experimentului i pentru lotul experimental, 34,43% din valoarea

iniial (tabelul 5.4.).

Nivelul de Cu din raie (6,44 ppm) corespunde cerinele purceilor, de 5 ppm (NRC, 1998), dar

sursele de Cu din raie sunt doar materiile vegetale, biodisponibilitatea cuprului fiind redus. O raie

20

deficitar n Cu determin o slab activitate a superoxide dismutazei din ficat i celulele roii

(Iskandar, 2005) ceea ce poate conduce la un nivel scazut de Cu n ficat.

Din figura 5.1. se observ c depozitele de Cu n ficatul purceilor din experimentul desfurat

n ferma comercial sunt mai mici dect n cazul fermei experimentale, att pentru lotul martor, ct i

pentru lotul experimental. n cazul fermei comerciale, concentraiile de Cu din ficat au sczut pe

parcursul perioadei experimentale, n timp ce pentru purceii din ferma experimental, dup o tendin

iniial descresctoare, nivelul de Cu a crescut n saptmna final. O posibil explicaie ar putea fi

absorbia intestinal mai bun a cuprului n cazul animalelor crescute n ferma cu condiii ideale de

igien.

Fig. 5.1. Evoluia concentraiilor de Cu n ficat n timp, n cazul purceilor crescui n cele 2

ferme n care au avut loc experimentele

5.2. STUDIUL CORELAIEI NTRE CONINUTUL DE MICROELEMENTE

DIN ORGANISMUL ANIMAL I CONCENTRAIA ACESTORA DIN

DIETELE DE HRAN MBOGITE CU UN AMESTEC PE BAZ DE

TOPINAMBUR I FRUNZE DE CTIN

n scopul evalurii efectelor adugrii n ratia de hran a purceilor nrcai, a unui amestec de

plante de cultur, asupra coninutul de microelemente din organismul purceilor din experiment, n

vederea stabilirii de corelaii ntre acestea, s-au organizat 2 experimente de nutriie animal. Srurile

de Fe, Cu, Mn, Zn care se folosesc de obicei ca adaosuri minerale n hrana animalelor, au fost

nlocuite parial n raiile purceilor din experiment cu un amestec de plante de cultur, pe baz de

topinambur i frunze de ctin (Untea, 2010d, Untea, 2010e; Untea, 2012f).

Materialele vegetale folosite la producerea acestui amestec rezult ca subproduse industriale

de la prepararea de suplimente alimentare naturale. S-a ales acest amestec pentru c topinamburul

este bogat n inulin, o oligozaharid care acioneaz la nivelul tractusului digestiv al purceilor

21

favoriznd absorbia microelementelor, iar ctina este un adevrat premix vitamino mineral natural

(Beveridge, 1999; Gutzeit,2008).

Amestecul de plante pe baz de ctin i topinambur a fost testat la un nivel de 3% nglobare

n nutreul combinat n cadrul unui microtest folosind cuti metabolice individuale i n condiii de

ferm n hala experimental. Microelementele din materiile prime ale raiei de baz depesc

necesarul. Insa datorita slabei lor biodisponibilitati, att din furajele vegetale, datorit prezenei

fitailor ct i din aditivii minerali, raiile se suplimenteaz cu premixuri minerale. n ideea nlocuirii

pariale a srurilor anorganice de Fe, Cu, Mn i Zn din raie cu suplimente provenite din amestecul de

plante, fr a afecta performanele bioproductive, raia experimental, E, a avut nivelul

microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn din premix injumtit.

n figura 5.4. este prezentat evaluarea grafic a concentraiilor de microelemente determinate

n furajele administrate purceilor n cele 2 tipuri de experiment.

Fig. 5.4. Prezentarea grafic comparativ a concentraiilor de microelemente determinate n

furajele administrate purceilor n experimentele de tip microtest vs macrotest

Datele din figura 5.4. arat c, pentru toate cele patru microelemente studiate: Fe, Cu, Mn i

Zn, att in cazul experimentelui de tip microtest, ct i a celui de tip macrotest, nivelul lor n furajele

administrate loturilor experimentale, E (cu 3% amestec botanic n raie) a fost mai mic dect la lotul

martor.

Rezultatele obinute n cadrul experimentului microtest au fost comparate cu cele obinute n

condiii de ferm de ctre purceii din loturile martor, M i experimental, E. Nu au existat diferene

semnificative ntre mediile greutilor purceilor la nceputul experimentelor. La final, au existat

diferene semnificative ntre purceii din loturile aparinnd experimentului microtest fa de cei din

experimentul de tip macrotest. Nu au existat diferene ntre purceii din loturile din acelai experiment.

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

160,00

mic

rote

st

ma

cro

tes

t

mic

rote

st

ma

cro

tes

t

mic

rote

st

ma

cro

tes

t

mic

rote

st

ma

cro

tes

t

Cu Fe Mn Zn

x 10 x 10

M

E

M M

M M

M M

M E E

E E

E E E

ppm

22

Rezultatele obinute la determinrile privind parametrii sngelui au aratat c, n ambele tipuri

de experiment, valorile nregistrate n finalul experimentului se ncadreaz n limitele normalului

pentru categoria de purcei care s-au aflat in experiment.

n cazul concentraiilor de microelemente n fecale s-au nregistrat valori mai mari pentru

purceii din loturile macrotestului pentru Cu, Mn i Zn, dar comparabile cu cele obinute n cazul

microtestului, respectndu-se proporia fa de concentraiile calculate prin raportare la lotul martor,

M. n cazul fierului concentraiile determinate n fecale au fost semnificativ (P 0,05) mai mari n

condiiile experimentale specifice (de ferma) macrotestului.

n cazul fierului, pentru toate cele trei tipuri de organe prelevate de la purceii din ambele loturi

ale macrotestului, concentraiile au fost mai mici dect cele nregistrate la purceii din loturile

microtestului. Aceast observaie respect rezultatele comparative obinute n cazul concentraiilor

regsite n fecale. Concentraiile de Fe din fecalele animalelor participante la macrotest au fost

semnificativ mai ridicate dect n cazul celor din microtest. n acest context, depozitele de Fe n

organele studiate sunt mai mari n cazul loturilor participante la microtest.

Concentraiile de Cu n principalele organe de depozit au fost comparabile ntre cele dou

tipuri de experiment. Totodata ele au fost comparabile i ntre loturi, M respectiv E, cu excepia

concentraiei de Cu din rinichi n experimentul tip microtest unde concentraia de Cu la lotul E a fost

semnificativ (P 0,05) mai mare dect la lotul M.

n cazul zincului, concentraiile determinate n organele recoltate de la purceii ambelor loturi

din macrotest au fost uor mai mari dect cele determinate n organele purceilor din loturile

microtestului. Diferenele ns nu au fost semnificative.

23

Capitolul 6

STUDIU CHIMICO-ANALITIC AL CORELAIEI NTRE

CONINUTUL DE MICROELEMENTE DIN ORGANISMUL

ANIMAL I CONCENTRAIILE ACESTORA DIN DIETELE DE

HRAN MBOGITE CU PLANTE DIN FLORA SPONTAN

n aceast capitol, sunt descrise 2 experimente de digestibilitate i bilan mineral realizate pe

purcei, dup ntrcare, (10-30 kg) n vederea stabilirii biodisponibilitii microelementelor Fe, Cu, Zn,

Mn din nutreuri combinate n care au fost inclui fitoaditivi. Fitoaditivii folosii au fost: oregano,

afine, colul babei.

6.1. DETERMINAREA CONINUTULUI DE Fe, Cu, Mn, Zn DIN OREGANO,

AFIN I COLUL BABEI, PROVENITE DIN FLORA SPONTAN

Evaluarea potenialului antioxidant al plantelor recoltate din flora spontan

Rezultatele obinute la determinarea capacitii de antioxidant a plantelor recoltate din flora

spontan, arat c extractele alcoolice de oregano, fructe de afin i colul babei conin polifenoli cu

activitate antioxidant. Polifenolii din plantele menionate au capacitatea de a chelata ionii metalelor

tranziionale i de a anihila radicalii liberi (Untea, 2010f).

Determinarea cantitativ a coninutului de Fe din probe de sol

Analiza probelor de sol prelevate din zona de recoltare a plantei oregano (zona Pueti)

evideniaz un sol uor acid (pH = 6,81) i o concentraie de fier mobil de 75,5 mg/kg. Valoarea pH-

ului este caracteristic unui sol cu aciditate moderat.

Determinarea cantitativ a coninutului de Fe, Cu, Mn, Zn din componentele raiilor

n scopul evalurii efectelor adugrii n raia de hran a purceilor nrcai, a unui amestec de

plante, asupra coninutul de microelemente din organismul purceilor din experiment, n vederea

stabilirii de corelaii ntre acestea, au fost organizate 2 experimente, tip microtest, pe purcei nrcai

in care s-a studiat corelatia ntre coninutul de microelemente din organismul animal i concentraia

acestora n dietele de hran mbogite cu suplimente de plante recoltate din flora spontana (Untea,

2010g; Untea, 2011; Untea, 2012e).

n primul experiment desfurat pe 3 loturi de purcei lotul M i loturile experimentale E1, E2

a fost testat oregano (sovrv) n raie, n prezena unor componente care s asigure rate diferite de

includere a microelementelor Fe, Cu, Mn, Zn n premix. n premixul mineral administrat purceilor

din lotul E1 nu au fost adugate dect sruri de Zn 0,5%, iar premixul administrat purceilor din

lotul E2 a inclus microelementele Fe, Cu, Mn, Zn n proporie de 0,5% (jumtate din rata de includere

a microelementelor din raia purceilor din lotul M).

24

n al doilea experiment, desfurat pe 3 loturi de purcei (M, E1, E2) au fost testate amestecuri

de oregano (inclus n raie n proporie de 3%) i afin (inclus n raie n proporie de 1%) - lotul E1,

respectiv oregano (inclus n raie n proporie de 3%) i colul babei (inclus n raie n proporie de

1%) - lotul E2. Premixul administrat loturilor experimentale a inclus microelementele Fe, Cu, Mn,

Zn n proporie de 0,5% (jumtate din rata de includere a microelementelor din raia lotului M).

Experimentul 1- Oregano recoltat din flora spontan are un coninut ridicat de Fe. Acest fapt

dovedit prin analiz, aa cum s-a artat n capitolul 4.5. a facut ca nivelul de Fe n raia lotului E2 s

fie uor mai mare dect la lotul M, dei coninutul de sulfat de fier (II) din premixul raiei lotului E2 a

fost redus la jumatate fat de nivelul raiei lotului M. Prin reducerea cantitilor de saruri anorganice

n premix, raiile loturilor experimentale au avut un coninut de Cu cu 68%, respectiv cu 34% mai mic

dect lotul martor, Mn cu 46%, respectiv cu 22% mai mic dect lotul martor. n raiile loturilor

experimentale coninutul de oxid de zinc din premix a fost cu 50% mai mic faa de nivelul celui din

lotul martor. Cele dou loturi experimentale nu s-au difereniat ntre ele prin nivelul de Zn din raie, ci

prin nivelurile celorlalte microelemente studiate: Fe, Cu, Mn.

Experimentul 2 - Plantele introduse n raiile experimentale au suplinit o parte din cantitatea

de fier adus n mod obinuit prin premix astfel nct raiile acestor loturi au avut un coninut de Fe cu

doar 13-16% mai mic fa de M. Prin reducerea cantitii de sulfat de Cu (II), respectiv de sulfat de

Mn (II) n premix, raiile loturilor experimentale au avut un aport de Cu cu 73-75%, respectiv pentru

Mn cu 32-34% mai mic dect cele ale lotului M. n raiile loturilor experimentale cantitatea de oxid

de zinc din premix a fost cu 50% mai mic fat de nivelul lotului M. Cele dou loturi experimentale

nu au diferit ntre ele prin nivelul de Zn din raie i nici prin nivelul celorlalte microelemente studiate

(Fe, Cu, Mn) i au avut un coninut de Zn cu aproximativ 35% mai mic fa de lotul martor.


DIN ORGANISMUL ANIMAL I CONCENTRAIILE ACESTORA DIN

DIETELE DE HRAN MBOGITE CU OREGANO

Experimentul prezentat n acest capitol a fost de tip microtest, fiind realizat ntr-o hal

experimental echipata cu cuti de digestibilitate (Untea 2010g, Untea 2011, Untea 2012e).

Valorile sporului mediu nu s-au difereniat semnificativ (P 0,05), chiar n condiiile

reducerii coninutului de sruri anorganice de Fe, Cu, Mn si Zn n premixurile raiilor loturilor

experimentale E1 i E2 fa de lotul M. Rezultatele obinute la determinrile privind parametrii

hematologici i biochimici ai sngelui arat c, n cazul purceilor din cele 3 loturi studiate, valorile

nregistrate la finalul experimentului se ncadreaz n limitele normalului pentru specie i categorie

(Prvu, 2003). Cu toat variaia biologic a purceilor, nu s-au nregistrat diferene semnificative (P

0,05) ntre loturi.

Datele bilanului mineral

Pentru studiul corelaiei ntre coninutul de microelemente din organismul purceilor i

concentraia acestora din dietele de hran mbogite cu oregano, pe baza determinarilor din hrana si

excreta (fecale si urina) s-a alcatuit un bilan mineral.

25

Rezultatele de bilan au aratat c ingesta de Fe la purceii din lotul E1 a fost aproximativ cu 12

% mai mic dect la cei din lotul M. La purceii din lotul E2, ingesta a fost mai mare cu 8% fa de

cei din lotul M, datorit concentraiei mari de fier existente n oregano. n aceste condiii, cantitatea

de Fe eliminat prin fecale a fost in valoare absolut mai mic la purceii din lotul E1 (aproximativ

7%), dar nediferit semnificativ (P 0,05) fa de purceii din celelalte 2 loturi studiate. Coeficienii de

absorbie i retenie ai fierului la lotul M au fost semnificativ (P 0.05) mai mari fa de cei

nregistrai la lotul E1, fr a se nregistra ns diferene semnificative (P 0,05) fa de E2. Faptul ca

nu au existat diferene intre coeficenii de absorbie ai fierului la M comparativ cu E2, s-ar putea

explica prin nivelurile reduse de Mn i Zn in aceste ratii, elemente competitoare cu fierul n procesul

de absorbie la nivelul tractusului digestiv (Hill, 1983).

Ingesta de Cu la lotul experimental E1, fr premix mineral, dar cu supliment de 3% oregano,

a fost, cu 74% mai mic dect pentru M, iar la lotul E2 care a avut n premix jumtate din cantitatea

administrat lotului M i 3% oregano, cu 46% mai mic. n aceste condiii, cantitatea de Cu eliminat

prin fecale a fost cu 61,4% mai mic dect la purceii din lotul martor, pentru lotul E1 i cu 35% mai

mic dect la purceii din lotul martor pentru celelalat lot experimental, E2. Aa cum era de ateptat,

coeficienii de absorbie i de retenie ai cuprului la purceii din lotul M sunt semnificativ (P 0,05)

mai mari dect la loturile experimentale. i ntre loturile experimentale au existat diferene

semnificative (P 0,05) pentru coeficienii de absorbie i de retenie calculai. Datele de bilan

mineral au aratat ca valorile coeficienilor de absorbie se ncadreaz n plaja de valori raportat n

literatura de specialitate (Veum, 2004 i Carlson, 1999) la aproximativ aceeai categorie de animale,

n cazul administrrii unei raii cu un coninut de 16,5 ppm Cu.

In cazul manganului, ingesta la lotul E1, a fost, cu 57% mai mic dect pentru purceii lotului

martor, iar la lotul E2, cu 21% mai mic. n aceste condiii, pentru lotul E1, cantitatea de Mn

eliminat prin fecale a fost cu 40% mai mic dect pentru lotul M, i cu 30% mai mic pentru celelalt

lot experimental E2. Coeficenii de absorbie i de retenie ai manganului determinai pentru lotul M

sunt semnificativ (P 0,05) mai mari dect la loturile experimentale. i ntre loturile experimentale

au fost diferene semnificative n ceea ce privete valoarea coeficienilor de absorbie i retenie

calculai, obinndu-se valori mai mari pentru lotul E2.

Rezultatele bilanului mineral au aratat c ingesta de Zn la purceii loturilor experimentale a

fost cu 25% mai mic dect la purceii lotului martor. Cantitatea de Zn eliminat prin fecale a fost 17-

18% mai mic dect la purceii lotului martor. Coeficenii de absorbie i retenie ai zincului la lotul

purceii lotului martor sunt cu doar 5-10% mai mari dect la purceii din loturile experimentale (tabelul

6.24.). Se remarc faptul c purceii lotului E1 au avut coeficieni de absorbie mai mici (P 0,05)

dect purceii celorlalte dou loturi, M i E2, dei loturile experimentale au avut acelai nivel de Zn n

raie. Explicaia ar putea consta n efectul lipsei de Cu i Fe adugat n raia lotului E1. Coeficienii de

absorbie obinuti pentru Zn sunt mai ridicai dect valorile raportate n literatur n experimente

desfurate n condiii similare (Veum, 2004 32,8% i Carlson, 2004 20,9%, Revy, 2002

26,9%).

Pentru a cuantifica relaia existent ntre cantitile de microelemente ingerate i cele

eliminate prin fecale i urin, s-au stabilit urmatoarele ecuaii de regresie i coeficieni de corelaie:

26

pentru Fe: R2 = 0,9918; Cu: R

2 = 0,9918; Mn: R

2 = 0,9895; Zn: R

2 = 0,9960. Datele prezentate mai

sus au aratat c cele trei loturi studiate au respectat aceeai relaie de proporionalitate ntre ingesta i

excreta pentru toate microelementele studiate.

Deoarece pe durata experimentului, bilanul mineral a fost efectuat sptmnal, s-a putut

urmri evoluia n timp a eliminrilor de microelemente prin fecale. Eliminrile de Fe prin fecale la

lotul E2 au fost mai mari pe toat durata experimentului, fa de cantitile eliminate de purceii lotului

M, fapt considerat normal avnd n vedere c, nivelul de Fe ingerat la lotul E1 a fost mai mare dect

la lotul M. O situaie diametral opus s-a nregistrat pentru lotul E1, unde o cantitate mai mic de Fe

n ingest, fa de lotul M, a condus la diminuarea valorilor de Fe excretate. Eliminrile de Cu i Mn

prin fecale la purceii din lotul M au fost mai mari nc din perioada de nceput a experimentului, fapt

considerat normal, avnd n vedere ca la lotul M cantitile de Cu, respectiv Mn ingerate au fost

semnificativ (P 0,05) mai mari dect la loturile experimentale. Cele mai mici valori de Cu i Mn

excretate prin fecale au fost nregistrate la lotul E1 care a primit hrana fara adaos de premix mineral.

Cantitile cele mai mari de Zn eliminate prin fecale s-au nregistrat la purceii din lotul M, din cauza

nivelului redus de Zn in raiile loturilor E1 si E2.

(a) (b)

(c) (d)

Fig. 6.6. Evoluia eliminrii de microelemente prin fecale, n timp: (a) fier, (b) cupru, (c) mangan,

(d) zinc

27

Depozitele de Fe n ficat, splina, rinichi, inima, plaman i creier, determinate la finalul

experimentului, nu au atins, la niciunul dintre cele 3 loturi, valoarea de la nceputul experimentului.

Fapt firesc, avnd n vedere: depozitele de microelemente cu care se nasc purceii; capacitatea mare

de asimilare din perioada pre-nrcare; cantitatea de Fe administrat injectabil n a 2 a zi de via, cu

scopul de a preveni anemiile (practic obinuit n toate fermele). Cele mai mari concentraii de Fe s-

au gsit n ficat i splin. Nivelul de Fe n ficatul purceilor din lotul E1 a fost semnificativ (P 0,05 )

mai mic dect cel nregistrat pentru purceii din loturile M i E2. Concentratiile de Cu n organele de

depozit ale purceilor la nceputul experimentului au fost atinse i la final pentru purceii din lotul M.

Cele mai mari concentraii de Cu au fost n rinichi, inim i ficat. ntre loturile experimentale E1, E2

nu au existat diferene semnificative. Cu excepia creierului, concentraiile de Cu determinate n

organele purceilor din lotul M au fost semnificativ (P 0,05) mai mari fa de cele determinate la

loturile E1 i E2. Concentratiile de Mn n organele purceilor au depit la finalul experimentului

concentratia determinat la nceputul studiului. Cele mai mari concentraii de Mn s-au gsit n ficat,

rinichi i plmni. ntre loturile studiate nu au existat diferene semnificative (P 0,05).

Concentratiile de Zn n organele purceilor nu au depit la finalul experimentului nivelul de Zn

nregistrat la nceputul studiului. Cele mai mari concentraii de Zn s-au gsit n ficat unde valorile

determinate la lotul M au fost semnificativ diferite (p0,05) fa de valorile determinate la loturile

experimentale. n celelalte organe, concentraiile de Zn au fost comparabile ntre loturi.

(a) (b)

Fig. 6.10. Valori medii ale concentraiilor de Fe, Cu, determinate n organele de depozit

28

(c) (d)

Fig. 6.10. Valori medii ale concentraiilor de Mn, Zn determinate n organele de depozit

n figurile 6.11-6.14 sunt prezentate rezultatele proceselor de repartiie a cantitilor de

microelemente ingerate, pentru toate cele 3 loturi studiate.

(a) (b)

(c)

Fig. 6.11. Reprezentarea grafic a rezultatelor experimentale privind repartiia fierului ingerat

n organismul purceilor i n excret: (a) M; (b) E1; (c) E2

29

Cantitatea de microelement reinut n organismul animalului s-a considerat (Pop, 2006) ca

fiind diferena dintre cantitatea de element mineral ingerat i cantitatea excretat prin fecale i urin.

Din cantitatea reinut n organism s-a considerat cantitatea de microelement depozitat n organe

(ficat, splin, rinichi, plmn, inima, creier) pe parcursul experimentului (diferena dintre cantitile

calculate pe baza rezultatelor experimentale la finalul experimentului i cantitile calculate la

nceputul experimentului); prin diferena (cantitate de microelement reinut minus cantitatea de

mineral depozitat n organe) s-a calculat cantitatea de microelement reinut n alte esuturi.

Cel mai mare procent de Fe eliminat s-a nregistrat pentru purceii din lotul E1. n organe a

fost depozitat sub 1% din fierul ingerat, aceast cantitate fiind repartizat preponderent n ficat.

(a) (b)

(c)

Fig. 6.12. Reprezentarea grafic a rezultatelor experimentale privind repartiia cuprului ingerat

n organismul purceilor i n excret: (a) M; (b) E1; (c) E2

Procentul cel mai important de Cu reinut n organismul animal a fost nregistrat pentru

purceii din lotul M, unde i cantitatea ingerata a fost cea mai nsemnat. Ficatul deine cea mai mare

parte a cuprului depozitat n organe fiind urmat, ca valoare, de cantitile depozitate n rinichi.

30

(a)

(b)

(c)

Fig. 6.13. Reprezentarea grafic a rezultatelor experimentale privind repartiia manganului

ingerat n organismul purceilor i n excret: (a) M; (b) E1; (c) E2

Ca i n cazurile fierului i cuprului, cel mai mare procent de mangan eliminat a fost

nregistrat pentru lotul cu cea mai mica cantitate de Mn ingerat. Ponderea cea mai mare de Mn

repartizat n organe o deine ficatul.

(a) (b)

Fig. 6.14. Reprezentarea grafi a rezultatelor experimentale privind repartiia zincului ingerat

n organismul purceilor i n excret: (a) M; (b) E1;

31

( c )

Fig. 6.14. Reprezentarea grafi a rezultatelor experimentale privind repartiia zincului ingerat

n organismul purceilor i n excret: (c) E2

Din figurile 6.14. se observ c cel mai mare procent de Zn eliminat s-a nregistrat pentru

lotul E1 dei cantitatea de Zn ingerat nu a diferit ntre loturile experimentale. n ceea ce privete

cantitile de microelemente depozitate n organe pe parcursul experimentului, ponderea cea mai

mare o ocup ficatul. Ca i n cazul celorlalte microelemente studiate, explicaia este dat de faptul c

ficatul are cea mai mare mas, dintre organele studiate, dar i cea mai important concentraie de

microelement.

Cea mai mare concentraie de microelemente a fost determinat n ficat (de 2-3 ori mai mare

dect n cazul altor organe). n urma raportrii la masa de tesut organic, s-a confirmat faptul c ficatul

este depozitul principal de microelemente al organismului.

Cantitatea de Fe depozitat n organe de ctre purceii din lotul M este de aproximativ 1,7 ori

mai mare dect n cazul loturilor experimentale. Eficiena utilizrii fierului din sursa anorganic

prezent n hrana purceilor din lotul M a fost mai ridicat.

In cazul cuprului, valorile raportrilor procentuale dintre cantitatea depozitat i cea ingerat,

ct i dintre cantitatea depozitat i cea reinut n organism arata ca: E1 > M > E2, respectiv E1 > E2

> M. Pe aceast baz se poate trage concluzia c un nivel mai mic de Cu in raie a condus la o

utilizare mai eficient a acestuia, mai ales n cazul folosirii adaosurilor de plante n raie.

Si pentru Mn, valorile numerice ale raportului dintre cantitatea depozitat i cea ingerat, ct

i dintre cantitatea depozitat i cea reinut n organism au fost favorabile lotului E1: E1 > M > E2.

Pe aceast baz se poate trage concluzia c un nivel mai mic de Mn n raie a condus la o utilizare mai

eficient a acestuia.

O valoare a ingestei de 1,3 ori mai mare la purceii din lotul M, dect la cei din cele dou loturi

experimentale a condus la cantiti de Zn depozitate n organele animalelor lotului M de aproximativ

2 ori mai mari dect n cazul loturilor experimentale.

32


DIN ORGANISMUL ANIMAL I CONCENTRAIILE ACESTORA DIN

DIETELE DE HRAN MBOGITE CU AMESTECURI DE PLANTE

DIN FLORA SPONTAN

Valorile sporului mediu zilnic calculate pentru loturile martor, M i experimental, E2 (lot cu

amestec de oregano i afin), nu s-au difereniat semnificativ (P 0,05), chiar n condiiile reducerii

coninutului de sruri anorganice de Fe, Cu, Mn i Zn n premixurile raiilor. Dei raia lotului E1

(raia cu amestec de oregano i colul babei) a avut inclus acelai tip de premix ca i lotul E2,

performanele de cretere ale purceilor acestui lot au fost semnificativ (P 0,05) mai mici dect cele

ale animalelor lotului M i lotului E2. Aceste rezultate au fost cauzate de consumul semnificativ (P

0,05) mai mic nregistrat pentru acest lot. Explicaia lipsei de apetit a purceilor lotului E1 este c,

colul babei (planta cu spini mici) dei a fost mcinat de 2 ori inainte de includerea n furaj, a dat

totui acestuia o consisten rugoasa, iritant pentru purcei.

Parametrii hematologici i biochimici se ncadreaz n intervalul normal de valori, pentru

purceii din loturile M i E2. n cazul lotului E1, s-a determinat un numr de leucocite n snge sub

limita inferioar a intervalului normal ceea ce ar putea indica o stare infecioas instalat n organism

sau un tip de anemie.

Datele bilanului mineral

Conform rezultatelor bilanului, ingesta de Fe la purceii din lotul E1 a fost, aproximativ cu 60

% mai mic dect la cei din lotul M datorit consumului mic de hran. La purceii din lotul E2,

ingesta a fost mai mare cu 18,5% fa de cei din lotul M datorit aportului important de fier adus n

hran de plantele adaugate. n aceste condiii, cantitatea de Fe eliminat prin fecale a fost semnificativ

(P 0,05) mai mic la loturile E1 (aproximativ cu 55%) i E2 (aproximativ cu 15%) fa de M.

Coeficienii de absorbie i retenie ai fierului determinai la purceii din lotul M au fost semnificativ

(P 0,05) mai mari fa de coeficienii determinai la purceii din loturile E1 i E2.

n cazul cuprului, ingesta la lotul E2 (fr premix mineral dar cu supliment de 3% oregano i

1% afin), a fost cu 75% mai mic dect pentru M, iar la lotul E1 (fr premix mineral dar cu

supliment de 3% oregano i 1% colul babei) a fost cu 85% mai mic dect pentru M. Ca i n cazul

fierului, diferena dintre ingesta celor doua loturi experimentale s-a datorat unui consum de furaj mai

mic nregistrat pentru purceii din lotul E1. n aceste condiii, cantitatea de Cu eliminat prin fecalele

purceilor din lotul E2 a fost cu 56% mai mica dect in cazul purceilor din lotul M. Cantitatea de Cu

eliminata prin fecale de purceii din lotul E1 a fost cu 75% mai mic dect cea a purceilor din lotul M.

Aa cum era de ateptat, coeficenii de absorbie i retenie ai cuprului la lotul M sunt semnificativ

(P0,05) mai mari dect la loturile experimentale. i ntre loturile experimentale au fost diferene

semnificative n ceea ce privete valoarea coeficienilor de absorbie i retenie calculai, n favoarea

lotului E2.

33

Rezultatele bilanului mineral arat c ingesta de Mn la purceii din lotul E2 a fost, cu 55% mai

mica dect la cei din lotul martor. La lotul E1, ingesta de Mn a fost cu 75% mai mic dect la lotul

M. Diferena ntre loturile experimentale a fost determinat de consumul diferit de hrana. Cantitatea

de Mn eliminat prin fecale la lotul E2 a fost cu 52% mai mic dect la lotul M, iar pentru purceii de

la E1 cu 62% mai mic dect la lotul M. Coeficienii de absorbie i retenie ai manganului la lotul M

sunt semnificativ (P 0,05) mai mari dect la loturile experimentale. i ntre loturile experimentale

au fost diferene semnificative (P 0,05) n ceea ce privete valoarea coeficienilor de absorbie i

retenie calculai, n conformitate cu datele obinute pentru ingesta i excreta.

Ingesta de Zn la purceii din lotul E2 a fost cu 25% mai mic dect pentru purceii din lotul M,

iar la animalele din lotul E1 cu 85% mai mic. Diferen ntre loturile experimentale a fost adus de

consumul diferit de hran. Cantitatea de Zn eliminat prin fecale la lotul E2 a fost cu 19% mai mic

dect la lotul M, iar pentru purceii din lotul experimental E1 cu 75% mai mic dect pentru animalele

din lotul M. Coeficenii de absorbie i retenie ai zincului la purceii din lotul M sunt mai mari dect

la purceii din lotul E2, dar nesemnificativ. Valorile calculate pentru aceeai coeficienti in cazul

purceilor din lotul E1 au diferit semnificativ fa de animalele din loturile M i E2.

Cu ajutorul datelor de bilan au fost construite graficele din figura 6.19. Ele evideniaza

corelaia deosebit de bun ntre cantitatea de microelement ingerat i cea excretat de animalele

participante la experiment.

Pentru a cuantifica relaia existent ntre cantitile de microelemente ingerate i cele

eliminate prin fecale i urin, s-au considerat ecuaiile de regresie i coeficienii de corelaie: pentru

Fe: Y= 0,5061X + 54,918; R2 = 0,9964; pentru Cu: Y= 0,3764X + 3,1152; R

2 = 0,9956; pentru Mn:

Y= 0,5133X + 5,8562; R2 = 0,9889; pentru Zn: Y= 0,4727X + 9,5494; R

2 = 0,9970.

n cazul celor trei loturi studiate s-a respectat aceeai relaie de proporionalitate ntre ingesta

i excreta pentru toate microelementele studiate. Cantitile mici de microelemente ingerate ct i de

microelemente excretate sunt evideniate prin situarea punctului corespunztor lotului E1 n partea

inferioar a graficului.

Deoarece pe durata experimentului, bilanul mineral a fost efectuat sptmnal, se poate

urmri evoluia eliminrilor de microelemente prin fecale (figura 6.20.).

90,00

120,00

150,00

180,00

210,00

240,00

270,00

300,00

330,00

2 9 16 22

z ile

Fe

eli

min

at

mg

/zi/

an

ima

l

M

E 1

E 2

(a)

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

2 9 16 22z ile

Cu

eli

min

at

mg

/zi/

an

ima

l

M

E 1

E 2

(b)

Fig. 6.20. Evoluia eliminrii de microelemente prin fecale, n timp: (a) fier, (b) cupru

34

0,00

10,00

20,00

30,00

40,00

50,00

60,00

70,00

80,00

2 9 16 22

z ile

Mn

eli

min

at

mg

/zi/

an

ima

l

M

E 1

E 2

(c)

0,00

20,00

40,00

60,00

80,00

100,00

120,00

140,00

2,00 9,00 16,00 22,00

z ile

Zn

eli

min

at

mg

/zi/

an

ima

l

M

E 1

E 2

(d)

Fig. 6.20. Evoluia eliminrii de microelemente prin fecale, n timp: (c) mangan, (d) zinc

Cantitile mici de Fe ingerate se regsesc, proporional i n cantitile eliminate, graficul

corespunztor lotului E1 avnd o alur descendent. Tendina eliminrilor de Fe pentru purceii din

lotul M este ascendent, n timp ce graficul corespunzator purceilor din lotul E2 este constant n timp.

Eliminarile de Cu i Mn prin fecale la purceii din lotul M au fost mai mari nc din perioada de

nceput a experimentului, datorita unor concentraii mai mari de microelemente n furaj. Tendina

descendent a eliminrilor de Cu i Mn n timp este similar observaiilor fcute n cazul fierului.

Eliminrile de Zn prin fecale la purceii din lotul M depesc ca valoare cantitile corespunztoare

animalelor din cele dou loturi experimentale, fiind astfel evideniat nivelul redus de Zn din raiile

loturilor E1 i E2. Cele mai mici cantiti eliminate pe tot parcursul experimentului caracterizeaz

purceii din lotul E1 n conformitate cu cantitile ingerate.

(a) (b)

Fig. 6.21. Valori medii ale concentraiilor de Fe (a), Cu (b), determinate n organele de depozit

35

(c) (d)

Fig. 6.21. Valori medii ale concentraiilor de Mn (c), Zn (d) determinate n organele de depozit

Nivelul concentratiilor de Fe determinate n organele purceilor sacrificati la nceputul

experimentului nu au fost egalate in finalul experimentului la niciunul dintre cele 3 loturi. Cantitile

de Fe determinate n organele animalelor din lotul E1 sunt n concordan cu parametrii evaluai

anterior, adic semnificativ mai mici fa de cazul animalelor din loturile M i E2. Pentru toate

organele, concentraiile de Cu determinate n cazul purceilor din lotul M au fost semnificativ (P

0,05) mai mari dect cele regsite n organele purceilor din loturile experimentale. Acest fapt este n

conformitate cu ingesta mai mare de Cu la lotul M. Concentraiile de Cu n organele animalelor din

lotul E1 au fost semnificativ (P 0,05) mai mici fa de cele nregistrate la loturile M i E2. ntre

concentraiile de Mn din organele animalelor aparinnd loturilor M i E2 nu au existat diferene

semnificative. Cele mai mari concentraii de Zn s-au gsit n ficat. Concentraiile de Zn determinate

n organele animalelor, altele dect ficatul, nu s-au difereniat semnificativ (P > 0,05) ntre loturile

M i E2.

Cantitatea de Fe depozitat n organele purceilor lotului M a fost de aproximativ 2,7 ori mai

mare dect n cazul lotului E2. Dei cantitatea de Cu ingerat de animalele din lotul M a fost de 4 ori

mai mare dect cantitatea ingerata de cele din lotul E2, cantitatea de Cu depozitat n organe de

purceii din lotul M n fiecare zi a experimentului a fost de doar 2,3 ori mai mare. Se poate considera

c un nivel mai mic de Cu n raie a condus la o utilizare mai eficient a acestuia. Raportul dintre

cantitatea de Mn ingerat de purceii din lotul M fa de cea ingerata de animalele din lotul E2, a fost

36

de 2,2. Raportul dintre cantitatea de Mn depozitat de purceii din lotul M fa de E2 a fost de 1,7.

Rapoartele dintre cantitatea depozitat i cea ingerat, ct i dintre cantitatea depozitat i cea reinut

n organism, sunt favorabile animalelelor lotului E2. Se poate considera c un nivel mai mic de Mn n

ratie a condus la o utilizare mai eficient a acestuia. Pentru purceii din lotul E1, la care s-a nregistrat

o eliminare masiv de Mn prin fecale, cantitatea reinut n organism a avut o valoare mic,

comparativ cu celelalte loturi. Datorit valorii negative nregistrate pentru depozitele de Zn in

organele purceilor din lotul E1, s-au obinut valori negative i pentru rapoartele calculate astfel incat

se poate concluziona c raia administrat a fost ineficient n privina depozitrii zincului n

organismul animalelor. Coeficienii obinuti prin cele dou tipuri de raportri au fost superiori pentru

animalele din lotul M.

CONCLUZII

Microelementele sunt eseniale pentru majoritatea proceselor metabolice de baz care au loc

n organismul animal. Principalele funcii ale microelementelor sunt legate de participarea la

transportul sanguin al oxigenului, hematopoeza, respiraia tisular i au rol funcional in sistemele

enzimatice. Raiile purceilor sunt suplimentate n mod obinuit cu microelemente, care se adaug n

hrana animalelor sub form de compui anorganici sau organici din surse naturale sau de sintez.

Principalii factori care limiteaz suplimentarea cu microelemente a raiei de baz a purceilor sunt

legai de biodisponibilitatea surselor de microelemente i de impactul acestora asupra mediului

nconjurtor. n acest context, n cadrul elaborrii tezei de doctorat au fost efectuate studii privind

nlocuirea suplimentelor de substane anorganice din hrana animalelor cu plante sau extracte din

plante pentru mbuntirea calitii produselor animale i pentru o mai bun protecie a mediului.

Obiectivul tezei a fost de a caracteriza din punct de vedere chimico-analitic mai multe tipuri

de probe biologice de origine vegetal i animal n vederea evalurii corelaiilor existente ntre

coninutul de microelemete din raiile de hran i regsirea acestora n organismul animal. n mod

concret, s-au evaluat aceste corelaii n cazul suplimentrii raiilor purceiilor recent nrcai cu

anumii fitoaditivi (specii i amestecuri de plante din flora spontan i de cultur) n ideea

mbuntirii statusului mineral i a protejrii mediului prin reducerea cantitilor de premixuri

minerale. Fitoaditivii (aditivii fitogenici) folosii ca suplimente n hrana animalelor sunt plante sau

produi derivai din plante care sunt nglobai n raiile furajere cu scopul de a mbunti

productivitatea animalelor sau/i pentru a crete calitatea alimentelor obinute de la aceste animale.

Premixurile minerale (amestecuri de substane anorganice) sunt folosite n mod curent ca suplimente

n hrana animalelor.

Originalitatea datelor prezentate n cadrul tezei de doctorat const n:

- caracterizarea urmtoarelor resurse vegetale: ctina, topinambur, oregano, afin i colul

babei, din punct de vedere al coninutului de microelemente Cu, Fe, Mn, Zn. Pe baza datelor obinute,

s-a putut stabili, care dinte aceste plante pot fi folosite ca surse de microelemente n hrana purceilor

recent nrcai;

37

- evaluarea efectelor resurselor vegetale propuse din perspectiva folosirii lor ca surse de

microelemente, asupra statusului mineral al purceilor nrcai. Aceste plante au fost utilizate i

evaluate, pentru prima dat, ca posibili ageni de prevenire a afectiunilor asociate dezechilibrelor

minerale produse prin nrcarea purceilor, de exemplu anemia feripriv. De asemenea, prin folosirea

acestor plante, s-a studiat posibilitatea reducerii adaosurilor de microelemente de origine anorganic

n raiile purceilor (practica uzual), implicit reducerea cantitilor de microelemente eliminate prin

fecale, component important pentru strategiile de protejare a mediului.

Pentru atingerea obiectivelor, s-a pornit de la realizarea unui studiu bibliografic privind

microelementele eseniale si folosirea metodelor spectrometrice pentru determinarea coninutului de

microelemente din probe vegetale i probe biologice de origine animal.

In continuare, in primul capitol din partea experimental a tezei de doctorat, au fost

evideniate aspectele practice ale studiului prin precizarea modalitilor de luare i pregtire a

probelor pentru analiz, stabilirea condiiilor optime de lucru pentru determinarea concentraiilor de

microelemente Fe, Cu, Mn, Zn din probe biologice i organizarea exper

untea

Documents