EcoProfeed

ВНУТРІШНІ ЛІПІДИ ВОВНИ ОВЕЦЬ ЗА ВКЛЮЧЕННЯ ДО ЇХНЬОГО РАЦІОНУ ВОДОРОЗЧИННОГО КОМПЛЕКСУ ЖИРНИХ КИСЛОТ

Віталій Ткачук¹, Богдан Кирилів², Наталія Огородник¹, Наталія Мотько¹

¹ Львівський національний університет ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького, вул. Пекарська, 50, Львів 79010, Україна ² Інститут біології тварин НААН, вул. Василя Стуса, 38, Львів 79034, Україна

Ткачук, В., Кирилів, Б., Огородник, Н., Мотько, Н. (2025). Внутрішні ліпіди вовни овець за включення до їхнього раціону водорозчинного комплексу жирних кислот. Studia Biologica, 19(3), 139–152. doi:10.30970/sbi.1903.834

Обґрунтування. Ефективним способом підвищення продуктивності овець є використання в їхній годівлі жирів. З огляду на це, досліджено вплив водорозчинного комплексу жирних кислот на внутрішні ліпіди вовни овець.

Матеріали та методи. Раціон вівцематок породи прекос дослідної групи включав 3% водорозчинного комплексу жирних кислот – essential lipid complex (ELC): лінолевої – 54,5%, олеїнової – 24%, пальмітинової – 10%, арахідонової – 6%, стеаринової – 4% та ліноленової – 1,5%. Вовнову продуктивність обліковували на площі шкіри 36 см², а приріст живої маси ягнят вимірювали при народженні та повторно на 21-й день. Вільні внутрішні ліпіди виділяли екстракцією в апараті Сокслета, а зв’язані ліпіди — після попереднього лужного гідролізу. Міцність вовни визначали за допомогою апарата ДШ-3М.

Результати. Емульсія жирних кислот сприяє інтенсифікації процесів вовно- та молокоутворення, на що вказує зростання приросту вовни у вівцематок на 28,8%, та збільшення живої маси ягнят на 9,7%.

Загальна кількість як вільних (Р < 0,05), так і зв’язаних внутрішніх ліпідів (Р < 0,05) зросла у вовні дослідних вівцематок. У складі вільних ліпідів вміст неестерифікованих жирних кислот (Р < 0,05) та неестерифікованого холестерину (Р < 0,05) вірогідно знижується, тоді як його естерифікована фракція зростає (Р < 0,01). Така ж тенденція відмічена в ковалентно зв’язаних ліпідах, однак у ягнят вірогідним було лише зниження неестерифікованого холестерину. Ці зміни вказують на сповільнення процесів окиснення ліпідів під впливом застосованих аліментарних чинників.

У складі і вільних, і зв’язаних внутрішніх ліпідів вміст церамідів вірогідно зростає (Р < 0,05), причому це стосується як вовни вівцематок, так і отриманих від них ягнят. У зв’язаних ліпідах вівцематок відмічено вірогідне зростання глюкозилцерамідів (Р < 0,05), а в ягнят — холестерин сульфату (Р < 0,001).

Зміни у кількісному та якісному складі внутрішніх ліпідів призводять до зростання міцності вовни з 7,38 до 8,03 сН/текс, тобто на 8,8% (Р < 0,05).

Висновок. Згодовування вівцематкам емульсії жирних кислот призводить до підвищення продуктивності та позитивно впливає як на кількісний, так і на якісний склад внутрішніх ліпідів вовни вівцематок і їхніх ягнят.

Ключові слова: вовна, емульсія, прирости, внутрішні ліпіди, цераміди, міцність


© 2025 Vitalii Tkachuk et al. Опубліковано Львівським національним університетом імені Івана Франка від імені Біологічних Студій / Studia Biologica. Це стаття відкритого доступу, що поширюється на умовах ліцензії Creative Commons Attribution 4.0, яка дозволяє необмежене повторне використання, розповсюдження та відтворення в будь-якому носії за умови належного цитування оригінальної роботи.

ВСТУП

Триває інтенсивний пошук і вивчення різноманітних кормових добавок з метою зниження вартості корму, підвищення продуктивності тварин та покращення продуктів тваринництва (der Poel et al., 2020; Akintan et al., 2024; Buchko et al., 2024). Найбільша частка витрат на утримання сільськогосподарських тварин, зокрема овець, припадає на корми (Salami et al., 2019; Burezq & Khalil, 2022).

Ефективним способом підвищення продуктивності сільськогосподарських тварин є використання жирів у їхньому кормі. Додавання жирів до раціонів сприяє швидшому росту тварин, знижує витрати корму на одиницю приросту, підвищує коефіцієнт використання протеїну корму, скорочує період відгодівлі та покращує якість продукції тваринництва (Costa et al., 2023).

Використання жирових добавок у кормах для тварин має позитивний ефект, пов’язаний з їхньою високою енергетичною цінністю, а також широким біологічним впливом на організм (Gaffield et al., 2022). Перетравність жирів вівцями є високою і залежить від їхніх фізичних та хімічних властивостей, жирнокислотного складу, а також збалансованості раціонів (Li et al., 2024). Дефіцит жирів призводить до порушення метаболічних процесів, пошкодження шкіри, зниження опірності організму до інфекційних захворювань (Jia et al., 2021) та зростання витрат корму на одиницю продукції (Alba et al., 2021).

Жири є джерелом незамінних жирних кислот: лінолевої, ліноленової та арахідонової, які не синтезуються в організмі тварин або синтезуються в невеликих кількостях (Meale et al., 2015). Додавання жирних кислот, зокрема ейкозапентаєнової та докозагексаєнової кислот, вівцематкам в останній період тільності змінює профіль жирних кислот у плазмі крові, молозиві та молоці, а також може посилювати ліпогенез (Coleman et al., 2018).

Включення жирів до раціону впливає на споживання корму тваринами. Зокрема, дослідження показали, що ненасичені жирні кислоти активують рецептори в центрі насичення гіпоталамуса, стимулюючи споживання корму (Allen et al., 2020). Використання жирів покращує смакові якості корму та енергетичну цінність раціонів (de Lima et al., 2023).

Ліпіди мають велике значення в живленні овець, особливо вівцематок у періоди фізіологічного стресу (тільність і лактація). Так, нестача поживних речовин та енергетичної цінності корму може призвести до зниження живої маси ягнят при народженні та виживаності приплоду (Ahmadzadeh-Gavahan et al., 2023), а також до зниження вовнової продуктивності вівцематок (Doyle et al., 2021).

Вовняне волокно на 95% складається з кератину, а решта 5% припадає на ліпіди, пігменти, мінеральні елементи та воду (Jose et al., 2023). Структура волосу містить до 3% ліпідів, які бувають як вільними, так і зв’язаними з білками (Csuka et al., 2023). Останні можуть бути вивільнені лише після попереднього лужного гідролізу, оскільки вони приєднані до білків через 18-метилейкозанову кислоту (18-МЕА) тіоефірними зв’язками. Однак певна їхня кількість може бути вивільнена органічними розчинниками без попереднього лужного гідролізу; це так звані вільні ліпіди (Tokunaga et al., 2019).

Внутрішні ліпіди локалізуються як у кутикулі та кортексі волосу, так і в клітинно-мембранних комплексах (КМК), які з’єднують клітини кутикули та кортексу (Ghermezgoli et al., 2020). КМК кутикули складається з верхнього та нижнього β-шарів. Верхній утворений ковалентно зв’язаною 18-МЕА, формуючи моношар, інтеркальований іншими жирними кислотами, які стабілізуються взаємодіями Ван-дер-Ваальса та електростатичними взаємодіями. Нижній шар не містить 18-МЕА, але утворений переважно прямоланцюговими жирними кислотами, а саме пальмітиновою (С16:0) та олеїновою (С18:0). Ці шари відокремлені один від одного дельта-шаром, який є глікопротеїном або глобулярним білком (Robbins, 2009). Натомість КМК кортикальних клітин складається з неестерифікованих жирних кислот, холестерину або сульфату холестерину, і церамідів. Зовнішній край кожної кортикальної клітини оточений двошаровою структурою, яка також відокремлена дельта-шаром. Поверхня між кутикулою та кортексом є складним КМК, який утворений з боку кутикули змішаним моношаром ковалентно та нековалентно зв’язаних жирних кислот (нижній β-шар), а з боку кортексу — подвійним шаром неестерифікованих жирних кислот, холестерину та церамідів. Кутикулярний моношар та кортикальний біошар також відокремлені дельта-шаром (Coderch et al., 2023).

Ліпіди вовни відіграють важливу роль у захисті волокна від пошкоджень. Встановлено, що під впливом зовнішніх негативних факторів довкілля, зокрема мікрофлори руна, ультрафіолетового випромінювання (Habe et al., 2011; Ross et al., 2022), вивітрювання та різноманітних механічних чинників (Fernandes et al., 2023), волос пошкоджується, що призводить до зменшення кількості структурних ліпідів (включно з 18-МЕА). Це знижує його гідрофобність, міцність і блиск, роблячи волокно сухим і ламким (Nagase, 2019).

МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ

Піддослідні тварини та схема досліду

Дослідження проводили на вівцематках породи прекос в умовах навчально-науково-виробничого центру «Комарнівське» Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій імені С. З. Ґжицького (Україна). За принципом пар-аналогів (за породою тварин, віком та живою масою) сформовано дві групи вівцематок (по 10 голів у кожній): контрольну та дослідну. Експеримент проводили у зимово-стійловий період. На початку досліду вівцематки перебували на пізній стадії тільності, а з середини досліду вступили в перший період лактації.

Усі втручання здійснювали відповідно до міжнародних принципів Конвенції Ради Європи «Про захист хребетних тварин, що використовуються для експериментальних чи інших наукових цілей» (Simmonds, 2017), Директиви ЄС № 609 (1986) та резолюцій Національного конгресу України з біоетики (2010), які відповідають чинному законодавству України, зокрема статті 26 Закону України від 16.10.2012 № 5456-VI «Про захист тварин від жорстокого поводження» зі змінами від 04.08.2017.

Протягом зрівняльного періоду, що тривав 10 днів, усі тварини отримували основний раціон, збалансований відповідно до норм годівлі. Протягом дослідного періоду, що тривав 95 днів, тварини контрольної групи отримували базовий раціон зрівняльного періоду. Вівцематки дослідної групи отримували у складі комбікорму 3% водорозчинного комплексу жирних кислот – «Essential Lipid Complex – ELC» (ТОВ «EcoProFeed», Україна), що підвищило вміст сирого жиру в раціоні тільних вівцематок з 46,41 до 58,41 г, а в лактуючих — з 62,81 до 80,81 г. ELC є водною емульсією таких жирних кислот: лінолевої – 54,5%, олеїнової – 24%, пальмітинової – 10%, арахідонової – 6%, стеаринової – 4% та ліноленової – 1,5%. Енергетична цінність ELC становить 880 ккал/100 г.

Тварин годували груповим методом. Фактичне споживання корму визначали щоденно протягом двох послідовних днів шляхом зважування корму та його залишків. Тварини мали вільний доступ до води. Раціони дослідних тварин наведено в таблиці.

Таблиця. Раціони дослідних вівцематок

ПоказникТільні вівцематки: контрольТільні вівцематки: дослідЛактуючі вівцематки: контрольЛактуючі вівцематки: дослід
Сіно лучне, кг0,7000,7001,1001,100
Солома пшенична, кг0,2000,2000,2000,200
Сінаж (вико-вівсяна суміш), кг2,1002,1002,5002,500
Жом буряковий, кг1,0001,0001,5001,500
Комбікорм загалом, кг:0,4000,4120,6000,618
— у т.ч. пшениця, кг0,1330,1330,2000,200
— овес, кг0,1330,1330,2000,200
— ячмінь, кг0,1330,1330,1500,150
— ELC, кг0,0120,018
Премікс, кг0,010,010,0150,015
Кормові одиниці1,571,572,152,15
Обмінна енергія, МДж17,4017,8423,7924,45
Суха речовина, кг2,222,222,942,94
Сирий протеїн, г187,87187,87251,16251,16
Сира клітковина, г589,24589,24773,14773,14
Сирий жир, г46,4158,4162,81

80,81

Порядок відбору зразків

Контроль вовнової продуктивності дослідних вівцематок здійснювали шляхом обліку приросту волокон на виміряній площі шкіри 36 см², а приросту живої маси народжених від них ягнят — зважуванням при народженні та повторно через 21 день.

 
Біохімічний аналіз

Відібрані зразки вовни промивали в нейтральному мийному засобі, після чого для видалення поверхневих жирів їх екстрагували в апараті Сокслета тетрахлорметаном протягом 5 годин.

Для вивільнення вільних внутрішніх ліпідів зразки вовни повторно екстрагували сумішшю хлороформ/метанол (2:1) в апараті Сокслета протягом 5 годин. Ліпідний екстракт висушували у вакуумі та зважували. Зв’язані внутрішні ліпіди отримували методом лужного омилення, описаним P. W. Wertz та T. D. Downing (1988). Для цього зразки вовни, що залишилися після відокремлення вільних внутрішніх ліпідів, гідролізували дводинним обробленням при 60 °C у 100 мл 1М розчину гідроксиду натрію в 90% метанолі. Зразки охолоджували та переносили в ділильні лійки. Потім до кожного зразка додавали 100 мл хлороформу та 25 мл дистильованої води. Через 12 годин видаляли нижній хлороформний шар, а верхню фазу підкислювали 6М розчином хлористоводневої кислоти, після чого повторно екстрагували, змішуючи зі 100 мл хлороформу. Після відстоювання видаляли нижній хлороформний шар, об’єднували з раніше отриманим екстрактом і висушували випаровуванням. Отриманий осад розчиняли в 10 мл суміші хлороформ-метанол (2:1), і до кожного зразка додавали 3 мл 7,5% хлориду калію. Через 24 години верхню фазу видаляли за допомогою водоструминного насоса, а нижню фазу, що містила ліпіди, використовували для аналізу.

Загальну кількість внутрішніх ліпідів визначали зважуванням, а їхній склад — методом тонкошарової хроматографії. Використовували пластинки Sorbfil розміром 10×10 см з робочим шаром фракціонованого широкопористого силікагелю (розмір частинок 90–120 мкм); товщина шару сорбенту на одній пластинці становила ±5 мкм. Ліпіди розділяли у двох системах розчинників: петролейний ефір/діетиловий ефір, 4:1, об/об (система 1), та хлороформ/метанол/вода, 65:25:4, об/об (система 2).

Після висушування хроматограми обприскували 50% сірчаною кислотою та обвуглювали при 105 °C. Для кількісного визначення ліпідів плями з пластинок зіскрібали в пробірки, додавали концентровану сірчану кислоту та нагрівали до 105 °C. Оптичну густину кожної фракції вимірювали на спектрофотометрі КФК-3 за довжини хвилі 400 нм у кюветі товщиною 1 см. Окремі класи ліпідів ідентифікували порівнянням хроматограм зразків зі стандартами холестерину, стеаринової кислоти та ланостеролу (Sigma Chemical Co., США) (Marsh & Weinstein, 1966). Інші класи ліпідів ідентифікували порівнянням їхніх значень rf з літературними даними (Wertz & Downing, 1989). Вміст окремих ліпідних компонентів розраховували математично та виражали у відсотках.

Для фізичних вимірювань міцність вовни на розрив визначали за допомогою апарата ДШ-3М (Влізло, 2012).

 
Статистичний аналіз

Дані аналізували за допомогою пакета програм Statistica 6.0 (StatSoft Inc., США). Дані наведено як середнє значення ± стандартна похибка. Для порівняння груп використовували дисперсійний аналіз ANOVA з подальшим аналізом вірогідності відмінностей. Відмінності вважали статистично вірогідними при p < 0,05.

РЕЗУЛЬТАТИ ТА ОБГОВОРЕННЯ

Відомо, що організм вівці для нормального перебігу процесу вовноутворення потребує не лише достатньої кількості пластичних, а й енергетичних субстратів (Khan et al., 2012). Додавання жирових добавок до раціонів вівцематок позитивно впливає як на ріст вовни, так і на живу масу ягнят (Haddad & Younis, 2004).

У результаті нашого дослідження вперше встановлено (Рис. 1), що згодовування вівцематкам 3% емульсії жирних кислот (ELC) у складі комбікорму призводить до зростання як вовнової, так і молочної продуктивності. Так, у контрольній групі приріст вовни у вівцематок становив 0,323 мг/см²/добу, тоді як у дослідній групі — 0,416 мг/см²/добу, що становить зростання на 28,8%. Одночасно приріст живої маси ягнят від контрольної групи вівцематок становив 248,71 г/добу, тоді як для дослідної групи — 272,95 г/добу, що вказує на зростання молочної продуктивності в дослідній групі на 9,7%.

Ці дані чітко демонструють, що ліпідна добавка сприяє інтенсифікації як вовно-, так і молокоутворення, що призводить, як наслідок останнього, до зростання живої маси ягнят.

Рис. 1. Середньодобовий приріст вовни у вівцематок та жива маса ягнят (M ± SE, n = 5)

У вовняних волокнах можна виділити два типи внутрішніх ліпідів: вільні та зв’язані. Варто зазначити, що останні можна отримати лише після попереднього лужного гідролізу. Їхня кількість залежить від багатьох екзогенних та ендогенних чинників і може становити до 2% маси волокна. Вміст вільних ліпідів зазвичай коливається біля 1% (Tkachuk et al., 2014).

У результаті нашого дослідження загального вмісту внутрішніх ліпідів у вовні овець (Рис. 2) ми вперше встановили їхні вікові особливості. Кількість загальних ліпідів у ягнят є вірогідно нижчою порівняно з вовною вівцематок. Це стосується як їхніх вільних (0,48% проти 0,66%), так і зв’язаних (0,90% проти 1,54%) форм.

Рис. 2. Вміст загальних внутрішніх ліпідів у вовні вівцематок та ягнят (M ± SE, n = 5) Примітка: тут і далі: * — відмінності вірогідні між контрольною та дослідною групами ( — Р < 0,05; ** — Р < 0,01; *** — Р < 0,001)*

Ми також показали, що згодовування вівцематкам ліпідної добавки ELC призводить до зростання частки вільних ліпідів (з 0,66% до 0,83%) та зв’язаних ліпідів (з 1,54% до 1,76%) у їхній вовні. Натомість подібних змін не спостерігалося в ягнят, вовна яких демонструвала майже однаковий загальний вміст ліпідів як у контрольній, так і в дослідній групах.

Аналіз даних щодо якісного складу вільних та зв’язаних внутрішніх ліпідів вовни показав, що між ними існують вірогідні відмінності (Рис. 3 та 4). Зокрема, у складі фракції вільних ліпідів міститься значно менше неестерифікованих жирних кислот, ніж у зв’язаній фракції, і це характерно як для вовни вівцематок, так і, особливо, ягнят.

Крім того, у вільних ліпідах кількісно переважає фракція неестерифікованого холестерину. Зокрема, її частка становить понад 60 відсотків, тоді як на естерифіковану фракцію припадає лише 8–14%. У зв’язаних ліпідах фракція естерифікованого холестерину у вовні вівцематок становить близько 40 відсотків, а неестерифікованого холестерину — близько 25 відсотків. Водночас у вовні ягнят співвідношення між фракціями холестерину дуже близьке, однак фракція неестерифікованого холестерину все ж переважає кількісно. Очевидно, що значна кількість неестерифікованого холестерину може вказувати на вищий рівень окисних процесів, унаслідок чого вміст усіх форм жирних кислот вірогідно знижується.

За умов нашого дослідження ми не змогли чітко встановити, які саме класи ліпідів спричиняють зростання загального вмісту ліпідів у вовні вівцематок і ягнят дослідної групи. Зафіксовано лише вірогідні зміни у співвідношенні між їхніми окремими фракціями. Зокрема, з даних на Рисунку 3 видно, що у вовні тварин, яких годували водорозчинним комплексом жирних кислот у складі основного раціону, вміст неестерифікованого холестерину у складі вільних внутрішніх ліпідів, розділених у системі 1, імовірно знижується, а його естерифікована фракція зростає. Водночас у вовні вівцематок дослідної групи ймовірно знижується кількість неестерифікованих жирних кислот. У ковалентно зв’язаних ліпідах простежується така ж тенденція змін, що й у вільних ліпідах, однак вірогідним було лише зниження неестерифікованого холестерину в ягнят. Характер таких змін вказує на сповільнення процесів окиснення ліпідів під впливом застосованих нами аліментарних чинників.

Рис. 3. Вміст внутрішніх ліпідів у вовні вівцематок та ягнят (M ± SE, n = 5) Примітка: К — контроль, Д — дослід. Розділені в системі 1 (Н-Е Хс — неестерифікований холестерин, Н-Е ЖК — неестерифіковані жирні кислоти, СФ — стеринова фракція, Е Хс — естерифікований холестерин)
Рис. 4. Вміст внутрішніх ліпідів у вовні вівцематок та ягнят (M ± SE, n = 5) Примітка: К — контроль, Д — дослід. Розділені в системі 2 (ГНП — глyколіпіди найвищої полярності, СХс — сульфат холестерину, ГЦ — глюкозилцераміди, СЛ — сульфоліпіди, Цер — цераміди)

Відомо, що показники міцності волосу залежать від вмісту внутрішніх ліпідів (Coderch et al., 2017). Подібні дані отримано і в умовах нашого дослідження. Зокрема, зростання кількості загальних внутрішніх ліпідів у вовні вівцематок дослідної групи, а також зміни, що відбуваються в їхньому якісному складі, у кінцевому підсумку призводять до зростання міцності волокна з 7,38 до 8,03 сН/текс, що на 8,81% вище порівняно з контрольною групою (Рис. 5).

Рис. 5. Міцність вовни вівцематок (M ± SE, n = 5)

З отриманих даних очевидно, що застосовані аліментарні чинники позитивно впливають як на кількісний, так і на якісний склад внутрішніх ліпідів у вовні вівцематок та їхніх ягнят. Це покращення призводить до покращення фізичних параметрів вовни, зокрема зростання міцності, тим самим підвищуючи загальну якість та технологічні характеристики вовняної сировини.

ВИСНОВКИ

Введення водорозчинного комплексу жирних кислот у раціон вівцематок сприяє зростанню їхньої вовнової продуктивності на 28,8% та зростанню живої маси отриманих від них ягнят на 9,7%. Згодовування вівцематкам ліпідної добавки ELC призводить до зростання вмісту зв’язаних (Р < 0,05) та вільних (Р < 0,05) ліпідів у їхній вовні, а також до сповільнення процесів їхнього окиснення, на що вказує вірогідне зниження вмісту неестерифікованих жирних кислот (Р < 0,05), неестерифікованого холестерину (Р < 0,01) та зростання його естерифікованої фракції (Р < 0,01). У складі як вільних, так і зв’язаних внутрішніх ліпідів вміст церамідів вірогідно зростає (Р < 0,05), причому це стосується як вовни вівцематок, так і отриманих від них ягнят. Зміни в кількісному та якісному складі внутрішніх ліпідів призводять до зростання міцності вовни на 8,8% (Р < 0,05).

 

ДОТРИМАННЯ ЕТИЧНИХ СТАНДАРТІВ

Конфлікт інтересів: автори не отримували спеціального фінансування для цієї роботи і заявляють про відсутність конфлікту інтересів.

Права людини: стаття не містить жодних експериментів за участю людей.

Права тварин: дотримано всіх міжнародних, національних та інституційних настанов щодо утримання та використання лабораторних тварин.

 

ВНЕСОК АВТОРІВ

Концептуалізація — [В.Т.; Б.К.; Н.О.]; методологія — [В.Т.; Б.К.]; дослідження — [В.Т.; Н.О.]; ресурси — [В.Т.; Н.О.]; курація даних — [В.Т.; Б.К.; Н.О.]; написання оригінального проєкту — [В.Т.; Н.М.]; написання — рецензування та редагування — [В.Т.; Н.О.]; візуалізація — [Н.М.]; керівництво — [В.Т.; Б.К.]; адміністрування проєкту — [Б.К.; Н.О.]; залучення фінансування — [-].