Cуміші нанотрейсерів оксиду мангану і заліза для контролю якості рідких кормів для тварин

Автор(и)

  • Тамара Сахно Полтавський державний аграрний університет, вул. Сковороди, 1/3, 36003, Полтава, Україна
  • Валентина Панченко Харківський національний університет імені В.Н. Каразіна, пл. Свободи, 4, 61022, Харків, Україна
  • Анатолій Семенов Полтавський державний аграрний університет, вул. Сковороди, 1/3, 36003, Полтава, Україна
  • Ніколай Барашков Micro Tracers, Inc., 1370 Van Dyke Ave, San Francisco, California, США
  • Юрій Сахно Interdisciplinary Science and Engineering Laboratory, Department of Plant and Soil Sciences, University of Delaware, Newark, DE 19716, США

DOI:

https://doi.org/10.24027/2306-7039.2.2025.333861

Ключові слова:

нанотрейсери оксиду марганцю та заліза; рівномірне змішування кормів; спектрофотометричне визначення марганцю; магнітні нанотрейсери; контроль якості; диметиламінна сіль олеїнової кислоти

Анотація

Сучасні тенденції годівлі тварин (особливо молодих) вимагають дедалі складніших рецептур, що збільшує необхідність застосування однорідних сумішей. Це збалансований корм, який сприяє швидкому росту тварин та ефективному споживанню поживних речовин. Рівномірність змішування сухих кормів контролюють із використанням феромагнітних (на основі ферум оксидів) мікротрейсерів. Завдяки магнітним властивостям мікротрейсерам можна легко та ефективно виявляти та контролювати рівномірність змішування кормів. Однак використання таких індикаторів для кормів у рідкому стані є менш ефективним, що спонукало до розробки нових магнітних нанотрейсерів із ферум оксидом, які підходять саме для рідких сумішей. Наведено етапи та процеси перспективних методів отримання феромагнітних матеріалів – магнітних наночастинок, які забезпечують стабілізацію магнітних нанотрейсерів та їх рівномірний розподіл у рідких кормах. Описано методику приготування ферорідини на основі оксиду заліза/оксиду марганцю. Лабораторні дослідження суспензії нанотрейсерів, змішаних із рідким ферментом, доданим до корму з подальшою екстракцією феромагнітних наночастинок, показали не менше 75% відновлення. Особливо важливо, щоб при змішуванні рідкі корми залишались однорідними. На цей процес впливають різні ПАР. Наприклад, амоній олеат та диметиламін олеат (DMAOA) по-різному можуть впливати на агрегацію наночастинок та їх розмір. Встановлено, що кращі стабільність та дисперсію частинок забезпечує саме DMAOA, що є критичним для збереження якості корму. Для визначення концентрації марганцю у складі магнітних наночастинок FexMnyOz використано модифікований спектрофотометричний метод. Це дозволяє отримати точні дані про склад наночастинок, що важливо для забезпечення ефективності контролю якості при виробництві кормів.

Посилання

Akash Hoque M., Mondal S., Adusumilli S. Sustainable livestock production and food security. Emerging Issues in Climate Smart Livestock Production: Biological Tools and Techniques, 2022, chapter 4, pp. 71–90. doi: https://doi.org/10.1016/B978-0-12-822265-2.00011-9

Sakhno T., Semenov А., Barashkov N. Assessing the quality of homogeneity of pet food using ferromagnetic micro tracers. Grain Products and Mixed Fodder’s, 2020, vol. 20, issue 2(78), pp. 32–37. doi: https://doi.org/10.15673/gpmf.v20i2.1763

Horvath K.C., Brocious A.N., Miller-Cushon E.K. Effects of forage presentation and addition of molasses-based liquid feed on dairy calf dietary selection and feed sorting of mixed diets. Journal of Dairy Science, 2021, issue 104(8), pp. 9052–9062. doi: https://doi.org/10.3168/jds.2021-20422

Qi Tao, Bing Li, Yixuan Chen, Junwen Zhao et al. An integrated method to produce fermented liquid feed and biologically modified biochar as cadmium adsorbents using corn stalks. Waste Management, 2021, vol. 127, pp. 112–120. doi: https://doi.org/10.1016/j.wasman.2021.04.027

Liang Chen, Hui Mi, Bin Li, Yong Liu et al. Offering soybean molasses adsorbed to agricultural by products improved lactation performance through modulating plasma metabolic enzyme pool of lactating cows. Food Science & Nutrition, 2021, vol. 9, issue 12, pp. 6447–6457. doi: https://doi.org/10.1002/fsn3.2504

Brito A.F., Soder K.J., Chouinard P.Y., Reis S.F., Ross S., Rubano M.D., Casler M.D. Production performance and milk fatty acid profile in grazing dairy cows offered ground corn or liquid molasses as the sole supplemental nonstructural carbohydrate source. Journal of Dairy Science, 2017, vol. 100, issue 10, pp. 8146–8160. doi: https://doi. org/10.3168/jds.2017-12618

Byrgesen N., Madsen J.G., Larsen C., Kjeldsen N.J., Cilieborg M.S., Amdi C. The Effect of Feeding Liquid or Dry Creep Feed on Growth Performance, Feed Disappearance, Enzyme Activity and Number of Eaters in Suckling Piglets. Animals, 2021, vol. 11, issue 11, 3144. doi: https://doi.org/10.3390/ani11113144

Huailu Xin, Mingyu Wang, Zou Xia, Bing Yu et al. Fermented Diet Liquid Feeding Improves Growth Performance and Intestinal Function of Pigs. Animals, 2021, vol. 11, issue 5, 1452. doi: https://doi.org/10.3390/ani11051452

Prudyus T.Y., Shchebentovska O., Salyha Y.T., Vorobel M.I. Morphological changes in the immune system organs of piglets fed with different feed additives. Regulatory Mechanisms in Biosystems, 2023, vol. 14, no. 4, pp. 687–694. doi: https://doi.org/10.15421/022398

GMP+. Technical Specification TS1.11. Control of residues and uniformity. EN version: January 1, 2022. Available at: https://www.gmpplus.org/feed-certification-scheme/scheme-documents/fsa-requirements/ts111

Artelt S., Mertens A. Determining the mixing precision. Microtracers® help with feed additives that are difficult to analyse. FeedMagazine/Kraftfutter, 2020, no. 7–8, pp. 15–19. Avilable at: https://www.microtracer.de/english/data/kraftfutter-2020-PDF.pdf

Eisenberg S. Protected iron tracer composition and method of making. U.S. Patent No 4,188,408, 1975-07-18 Application filed by Micro Tracers Inc., 1980-02-12 Publication of US4188408A, United States Patent. Available at: https://patents.justia.com/patent/4188408

Eisenberg S. Microingredient containing tracer. U.S. Patent No 4,654,165. 1985-04-16 Application filed by Micro Tracers Inc., 1987-03-31 Publication. United States Patent. Available at: https://www.freepatentsonline.com/4654165.pdf

Mendigaliyeva S.S., Irgibaeva I.S., Barashkov N.N., Sakhno T.V., Aldongarov A.A. Synthesis and application of nanotracers based on mixed iron–cobalt oxide for evaluation of the quality of mixing in liquid feed. Reports of the National Academy of Sciences of the Republic of Kazakhstan, 2023, vol. 345, no. 1, pp. 282–292. doi: https://doi.org/10.32014/2023.2518-1483.201

Irgibaeva I., Barashkov N., Sakhno T., Mantel A., Mendigaliyeva S., Barashkova I., Sakhno Y. Synthesis of Iron Nanoparticles by Thermal Decomposition of Diironnonacarbonyl in Ionic Liquid and Their Potential Use as Nanotracers for Mixer Studies in Liquids Feeds. Advances in Chemical Engineering and Science, 2020, vol. 10, no. 3, pp. 201–209. doi: https://doi.org/10.4236/aces.2020.103015

Amirabadizadeh A., Salighe Z., Sarhaddi R., Lotfollahi Z. Synthesis of ferrofluids based on cobalt ferrite nanoparticles: Influence of reaction time on structural, morphological and magnetic properties. Journal of Magnetism and Magnetic Materials, 2017, vol. 434, pp. 78–85. doi: https://doi.org/10.1016/j.jmmm.2017.03.023

Sakhno T., Panchenko V., Semenov A., Barashkov N., Kharak R., Sakhno Y. Ferromagnetic nanotracers based on Fe and Co oxides: synthesis and their role in assessing the quality of mixing liquid feeds. Ukrainian Metrological Journal, 2024, no. 3, pp. 55–63. doi: https://doi.org/10.24027/2306-7039.3.2024.312481

Isabel U. Foreman-Ortiz, Ting Fung Ma, Brandon M. Hoover, Meng Wu et al. Nanoparticle tracking analysis and statistical mixture distribution analysis to quantify nanoparticle–vesicle binding. Journal of Colloid and Interface Science, 2022, vol. 615, pp. 50–58. doi: https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.01.141

Barashkov N., Sakhno T., Eisenberg D., Irgibaeva I., Yergeshbayeva S., Novikova T. Stable Suspension of Mixed Iron Oxide/Manganese Oxide Nanoparticles in Aqueous Surfactant Solutions and Their Use for Mixer Studies in Liquids Feeds. AIChE Annual Meeting Global Challenges for Engineering a Sustainable Future: Proceedings of 2013 AIChE Annual Meeting, San Francisco, USA, 2013, 305825, pp. 1–9. Available at: https://aiche.confex.com/aiche/2013/webprogram/Paper305825.html

McBeath Sean T., Wilkinson David P., Graham Nigel J.D. Analytical quantification of aqueous permanganate: Direct and indirect spectrophotometric determination for water treatment processes. Chemosphere, 2020, vol. 251, 126626. doi: https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.126626

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-06-30

Номер

№ 2 (2025)

Розділ

Статті

Ліцензія

ПОЛІТИКА, ЯКА РЕКОМЕНДУЄТЬСЯ ЖУРНАЛАМ, ЩО ПРОПОНУЮТЬ ВІДКРИТИЙ ДОСТУП З ЗАТРИМКОЮ

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи, яка через 12 місяців з дати публікації автоматично стає доступною на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

 

Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.