Опыт разработчика по созданию серии средств для гигиены вымени

После доения молочный канал остаётся открытым до 30 минут, что представляет собой свободные ворота для патогенной микрофлоры. Поэтому обработка вымени после доения специальными составом является важным профилактическим мероприятием по предотвращению заболеваемости инфекционным маститом и поддержанию качества и сортности молока на должном уровне.

Особенности средств после доения на основе хлоргексидина

Наиболее популярными средствами для обработки вымени после доения на сегодняшний день традиционно остаются составы на основе хлоргексидина биглюконата. Такие препараты хорошо знают в хозяйствах и привыкли им доверять. Для удовлетворения потребностей хозяйств многие изготовители ветеринарной химии выпускают эти широко востребованные препараты. С другой стороны, большое распространение хлоргексидиновых препаратов можно объяснить силой привычки и консерватизмом «старых добрых методов». С современной точки зрения хлоргексидиновые составы вряд ли можно считать эталоном и стандартом качества для обработки вымени.

Такие средства имеют ряд объективных недостатков: при длительном применении хлоргексидина у патогенных микроорганизмов вырабатывается к нему резистентность. Как показали наши исследования, даже поддерживаемое большинством производителей содержание хлоргексидина биглюконата в препарате на уровне 0,5% требует дополнительного консерванта-синергиста для длительного хранения и микробиологической защиты самого препарата. В некоторых случаях хлоргексидин вызывает раздражение кожи, дерматиты и аллергические реакции. С физико-химической точки зрения хлоргексидин отрицательно влияет на реологические характеристики самого средства – повышает расход, ухудшает тиксотропные свойства, увеличивает время высыхания плёнки. Широкий круг химических веществ резко снижает микробиологическую эффективность хлоргексидина. К таким веществам относятся хлориды, бораты, цитраты, фосфаты, сульфаты, карбонанты. Хлоргексидин может связываться, образуя комплексы, с белками молока, верхнего слоя эпидермиса и слизистых оболочек, что также приводит к снижению концентрации активного вещества.

Такие факторы как жёсткая вода, применяемая для обмыва вымени перед доением, компоненты моющего средства, остатки молока, состояние соска вымени, могут являться причиной опасного снижения концентрации активного хлоргексидина и привести к уменьшению эффективности средства и формированию устойчивых штаммов микроорганизмов более быстрыми темпами, чем ожидается работниками хозяйства.

Сколько должно быть хлоргексидина в составе средства после доения?

Работая совместно с животноводческими хозяйствами, мы изучили применение хлоргексидинового препарата для обработки вымени после доения. Фактор резистентности и рост соматических клеток при содержании в препарате хлоргексидина 5000 ppm начинает проявляться в контрольной группе животных через 3-4 месяца обработки. Это приводит к выбраковке к этому периоду примерно 2% животных. Опытным путём нами было установлено оптимальное содержание хлоргексидина биглюконата в препарате должно составлять 7000 ppm. Этот уровень обеспечивает надёжную защиту вымени на весь межротационный период 3-4 месяца и вместе с тем не вызывает увеличения дерматологических осложнений.

  

Именно такой уровень хлоргексидина - 7000 ppm – мы считаем оптимальным в составе препарата для обработки вымени после доения. В то время как у большинства препаратов на рынке содержание хлоргексидина биглюконата колеблется в пределах 2500 - 5000 ppm.

Тонкости выбора средств после доения на основе йода

Для ротации средств после доения хорошей альтернативой хлоргексидиновым препаратам являются средства на основе активного йода. Йод, являясь сильным окислителем, убивает любые микроорганизмы. К нему невозможно выработать резистентность, не бывает нечувствительных микроорганизмов, как в случае с хлоргексидином.

Обычно йод используют в составе полимерных комплексов, которые медленно высвобождают свободный йод, благодаря чему в растворе не образуется высоких концентраций свободного галогена, оказывающих негативное прижигающее воздействие на кожу, но в то же время достаточных для губительного действия на микроорганизмы. Хорошо сбалансированная формула должна поддерживать оптимальную концентрацию действующего вещества в течение длительного времени. При рассмотрении препаратов этой группы следует обращать внимание на два важных момента: стабилизация йодного комплекса, обеспечивающего длительное время оптимальное содержания свободного йода и дерматологическая мягкость средства.

Состав для обработки вымени после доения является несмываемым препаратом, который наносят сразу после доения и удаляют только перед следующим. Таким образом, сосок почти всё время находится в контакте с препаратом. В этих условиях, даже невысокие концентрации свободного йода со временем могут приводить к излишней сухости кожи, что может служить причиной шелушения, появлению микротрещин, дерматита.

Если задача по стабилизации йодного комплекса решается чисто химическими методами, то для решения задачи по дерматологической мягкости необходимы совместные усилия химической лаборатории и ветеринарного врача, наблюдающего за подопытной группой животных. Заранее предсказать эффективность того или иного эмолента при решении данной специфической задачи невозможно. Наша совместная работа с животноводческими хозяйствами показала, что многие увлажняющие, и смягчающие косметические компоненты, хорошо зарекомендовавшие себя в обычной косметике, не давали в йодном препарате для обработки вымени заметного эффекта. В результате совместных исследований нами были найдены компоненты, позволяющие полностью устранить негативное воздействие йода на кожу вымени.

Созданный смягчающе-увлажняющий комплекс обеспечивает отличные дерматологические характеристики во всём изученном интервале содержания активного йода, вплоть до 6000 ppm. Таким образом, правильно сбалансированное и отработанное средство обработки вымени после доения на основе йода обладает высокой дезинфицирующей способностью, эффективно против всех видов микроорганизмов, не вызывает у нихпривыкания, обладает отличными реологическими характеристиками, не сушит кожу.

К недостаткам йодных средств на сегодняшний день можно отнести более высокую стоимость по сравнению со средствами на основе других действующих веществ.

Можно ли создать экологичное средство после доения без хлоргексидина и йода?

Чтобы преодолеть недостатки йодных и хлоргексидиновых средств, мы стали искать новый подход к разработке, обратив взгляд на окружающую нас природу. В результате длительной эволюции природа сама выработала эффективные механизмы защиты и синтезировала химические соединения, знание и правильное применение которых помогает решить многие проблемы. Все знают о целебных свойствах некоторых грязей, содержащих определённые природные компоненты, слышали истории излечения больных сохранившимися старыми рецептами на основе растений, а точнее синтезированных внутри них природой химических соединений. Зачастую такой результат по эффективности превосходит действие синтетических препаратов, а по экологичности не сравним с ними. Мощным естественным источником природных препаратов является и сам живой организм. Например, свежее грудное молоко матери содержит эффективный бактерицидный и иммунный комплекс, защищающий ребёнка от многих болезней, бактерий и вирусов.

Мы установили для себя высокую планку, поставив задачу разработать инновационное дезинфицирующее средство, которое обладает оптимальными показателями - вязкости, расхода, каплепадения и пленкообразования; не сушит и не раздражает кожу, обладает эффективной защитой от патогенных вирусов, бактерий и грибов (в том числе дрожжей), является органичным самой природе и имеет невысокую цену. Это очень непростая задача, которая потребовала не только найти и очертить круг необходимых компонентов из всего природного многообразия, но и провести большое число экспериментов для оптимизации состава из шести действующих веществ.

 

Для оптимизации состава с таким количеством переменных нам потребовалась математическая обработка многофакторного эксперимента. В результате методом последовательных итераций мы шаг за шагом приблизились к синергетическому составу многокомпонентного действующего комплекса, эффективность которого подтверждена испытаниями в Ленинградской межобластной ветеринарной лаборатории. На основании этих работ был создан инновационный продукт для обработки вымени после доения, получивший впоследствии престижную награду на выставке «Агрофарм-2017».

Победу в номинации «Лучшая научная разработка» принесли такие свойства препарата, как высокая эффективность дезинфекции, отсутствие резистентности микроорганизмов к компонентам средства, отсутствие вреда для кожи и окружающей среды, а также экономическая выгода - расход на обработку одной коровы составляет всего 3-5 миллилитров.

Соединение природных компонентов и экономической эффективности – формула успеха инновации

Действующим веществом нашего нового препарата является весь дезинфицирующий комплекс, как единая система, выполняющая общую задачу.

Большую часть комплекса представляют соединения, которые с химической точки зрения могут быть отнесены к классу кислот. В основном это слабые кислоты, которые только номинально относятся к этому классу, но не обладают выраженной кислотностью. Общая кислотность действующего комплекса не превышает кислотности газированных напитков и не представляет опасности для животного.

Помимо природных соединений класса кислот в действующий комплекс входят производные природных липидов, входящие в состав грудного молока. Благодаря сочетанию кислотных и липидных компонентов Действующий Комплекс эффективно борется даже с оболочечными вирусами. Такие микроорганизмы отличаются липидной оболочкой на основе жирных кислот. Это позволяет им прикрепляться к клеткам живого организма и инфицировать их. Используемый нами комплекс липидных производных растворяет этот липидный «конверт» мембраной оболочки, делая микроорганизм неспособным связываться с клетками и распространяться. Работая в купе с кислотным комплексом, достигается надёжное подавление подобных микроорганизмов, лишённых их защитной оболочки и более восприимчивых к кислотному дезинфектанту.

Но органичное совмещение кислотного и липидного комплексов является непростой задачей. Её обеспечивает третий компонент дезинфицирующего комплекса - специальный активатор, синтезируемый из растительного сырья.

Особое внимание следует обратить на расход этого препарата, в том числе на его полезный расход. Дело в том, что препарат, стёкший с вымени на землю, вносит свою лепту в общий расход препарата при обработке вымени, но пользы животному не приносит. Работает только та часть, которая осталась на соске и образовала защитную плёнку. Для решения этой задачи обычно используют модификаторы реологии, повышающие вязкость состава. Они препятствуют стеканию препарата с соска вымени, но при этом и повышают толщину плёнки, увеличивают расход средства. Чрезмерная толщина плёнки, не принося дополнительной эффективности средству, снижает экономические показатели применения препарата. Кроме того, слишком толстая плёнка требует более длительного времени высыхания, в течение которого может быть стёрта животным, не успев образовать достаточно устойчивый защитный барьер.

Нам удалось разработать препарат с использованием оптимизированного псевдопластичного реологического комплекса, поэтому полученный тиксотропный состав характеризуется низкой вязкостью, небольшим расходом и отсутствием каплепадения.

Не помыл перед дойкой – молоко на помойку

Гигиеническая обработка вымени перед доением — крайне важная и необходимая процедура. Пренебрегая этой, простой на первый взгляд, операцией можно в одночасье перечеркнуть все предпринятые усилия – и испортить молоко, и подвергнуть здоровую корову риску развития мастита, занеся инфекцию через открытый сфинктер молочного канала во время дойки.

Не менее опасна и противоположная крайность. Интенсивное мытьё с применением средств, обладающих высоким моющим действием, тоже вредит коже. Высокоэффективные моющие препараты смывают с кожи не только грязь, но и защитный липидный слой, предохраняющий кожу от обезвоживания и вредных внешних воздействий. Сухая кожа начинает морщиниться, шелушиться, теряет эластичность, на ней появляются трещины, в них попадают бактерии, начинаются воспалительные процессы. В результате можно получить обратный результат – не профилактику, а провокацию мастита. То есть, перед моющим средством не стоит задача вымыть кожу до эпидермиса.

Средство должно хорошо смывать грязь, удалять плёнки от препаратов после доения, но сохранять защитный липидный слой. Для моющей системы липидный слой – это просто липофильное загрязнение. К сожалению, на данный момент ещё не существует интеллектуальных моющих систем, которые могут избирательно удалять «плохие» загрязнения и оставлять «хорошие». Тем не менее, эту задачу можно решать с помощью комплексного подхода. С одной стороны, используя косметические ПАВ, которые не обладают столь высоким моющим действием по отношению к кожным липидам, как технические, и просто не домывают липидный слой, смывая при этом всю внешнюю грязь. С другой – используя специальные пережириватели, которые достраивают смытые участки липидного слоя, восстанавливая его защитные функции.

Идеальная пара - средство перед доением и средство после доения

Средство для обработки вымени перед доением должно сочетаться со средствами обработки вымени после доения. Идеальный случай, когда такое средство универсально, то есть может использоваться не только в рекомендованной производителем паре, а с любым препаратом для обработки вымени без антагонистических взаимодействий между ними. Как уже упоминалось выше, большой популярностью пользуются составы, содержащие катионные дезинфектанты, в первую очередь препараты хлоргексидина. Данная группа действующих веществ не совместима с мылами и другими анионными ПАВ. Поэтому использование для мытья вымени средств типа гелей для душа имеет свои ограничения. Такие средства дёшевы, но не универсальны и должны применяться только в паре с теми составами, с которыми они рекомендованы производителем. Животноводческие хозяйства, ориентируясь на дешёвый препарат, должны это понимать. Следует обратить внимание на то, что слишком дешёвый препарат вряд ли может содержать достаточно хороший эмолентный комплекс, обеспечивающий эффективные пережиривающие, смягчающие и увлажняющие свойства. Хорошие эмоленты должны занимать значительную часть стоимости в структуре цены ветеринарного моющего средства для систематического применения.

Разрабатывая средство перед доением, мы постарались учесть все эти требования. Нами был создан препарат, который не содержит анионных ПАВ, поэтому хорошо сочетается с любым средством после доения. Мягкий комплекс экологичных ПАВ на основе производных глюкозы, в комбинации с эффективными эмолентами не вредят коже. Эффективный дезинфицирующий комплекс на основе антибактериальных и фунгицидных компонентов надёжно защищает вымя от патогенной флоры и может быть также использован для дезинфекции салфеток. 

В заключение следует отметить, что исследования, проведенные Лоретц (Лоретц О. Г. Современные подходы к обеспечению качества молока // Ветеринария Кубани. 2012. № 6. С. 19–20, http://vetkuban.com/num6_20128.html) показали, что в соответствии с принципами HACCP (анализ рисков и критические контрольные точки), наибольший риск повышения бактериальной обсеменённости молока установлен при контаминации молокопроводов и вымени коров. Таким образом, с точки зрения системы управления безопасностью и качеством продукции, правильно организованный уход за выменем обеспечивает снижение значительной доли рисков потери качества и сортности получаемого молока и, следовательно, имеет важное народнохозяйственное значение.

Источник: Farm News. 2018. № 2. С. 18-21.