Журнал для руководителей и специалистов сельскохозяйственных предприятий. Издается с 1997 года


Diklakox

Vitomek

Ceva
 

Подписка на обновления

Корма и кормовые добавки

Возможности современных кормовых пробиотиков 13.12.2017

Возможности современных кормовых пробиотиков

Здоровье и продуктивность сельскохозяйственных животных и птицы напрямую связаны с состоянием микрофлоры, населяющей их желудочно-кишечный тракт.

Нерациональное кормление, необоснованное применение антибиотиков и других лекарственных средств в ветеринарии становятся причиной нарушения нормальной микрофлоры желудочно-кишечного тракта животных и птицы, что влечет за собой к снижению продуктивности, ухудшению состояния здоровья, падению уровня экологической чистоты продукции. Формирование антибиотико-резистентных штаммов приводит к снижению эффективности антибиотикотерапии. Все это вызывает острую необходимость применения в кормлении сельскохозяйственных животных и птицы пробиотиков на основе живых культур полезных бактерий, являющихся ключом к управлению функциями нормальной микрофлоры ЖКТ.

Однако пробиотики, зарекомендовавшие себя как эффективное средство профилактики дисбактериозов, не должны становиться полной альтернативой антибиотикам в случае возникновения вспышек острых инфекционных заболеваний и использоваться в подобных случаях в качестве компонентов комплексной терапии для восстановления численности полезных кишечных микроорганизмов.

Благодаря пластичному метаболизму спектр физиологических характеристик, разнообразие и количество синтезируемых биологически активных веществ у бактерий варьирует в широчайших пределах не только между видами, но и между штаммами бактерий одного вида. В связи с этим штамм бактерии, составляющий основу пробиотического препарата, является его важнейшей характеристикой.

Конкурентоспособность

Одной из проблем интродукции микроорганизмов в экосистему желудочно-кишечного тракта является проблема конкурентоспособности внесенных штаммов бактерий по сравнению с присутствующими местными микроорганизмами, которые могут превосходить чужеродные штаммы по скорости роста и приспособленности к условиям обитания. Поэтому эффективность применения пробиотиков на основе штаммов бактерий, не обладающих свойствами приживаемости в кишечнике, может быть сведена к нулю.

Кроме того, обращаясь к данным научной литературы, стоит отметить, что все бактерии по своим физиологическим характеристикам можно разделить на две обширные группы: спорообразующие и неспорообразующие. Спорообразующие бациллы имеют в своем цикле развития покоящиеся структуры (эндоспоры) для длительного выживания в неблагоприятных условиях, что позволяет им с успехом переносить высушивание. Лактобактерии же не обладают способностью к образованию спор. Поэтому лиофильная сушка — это стрессовый фактор для данных микроорганизмов, активность их при попадании в ЖКТ после «летаргического сна» не может быть восстановлена быстро, что приводит к конкурентному вытеснению данных микроорганизмов из ЖКТ местными микроорганизмами.

Научно-производственная компания ООО «БИОТРОФ» является практически единственной в России, где для создания пробиотиков и комплексных сорбентов проводится направленная селекция штаммов бактерий, выделенных из ЖКТ животных и обладающих широким набором ценных свойств, в том числе абсолютной выживаемостью и конкурентоспособностью в условиях желудочно-кишечного тракта животных и птицы.

Количественный и качественный состав бактерий

Количественный состав полезных микроорганизмов в пробиотиках (титр) и рекомендуемые производителем дозировки также имеют принципиальное значение. Общеизвестным является факт, что питательные потребности бактерий, входящих в состав пробиотиков, достаточно взыскательны: это витамины, аминокислоты и другие биологически активные вещества, не менее необходимые и для регулирования физиологических процессов макроорганизма-хозяина. Таким образом, избыточный титр бактерий в составе пробиотиков может привести к нарушениям усвоения питательных веществ в желудочно-кишечном тракте животных и птицы, что приводит к недостатку их в организме. Так, например, на одной из птицефабрик был проведен эксперимент по скармливанию утятам пробиотика на основе лактобактерий в высоких дозировках. В группе утят, получавших пробиотик, наблюдалось достоверное резкое снижение витамина А в крови по сравнению с контрольной группой.

В то же время возможна ситуация, когда вследствие нарушения технологии производства препаратов реальное количество жизнеспособных бактерий в составе пробиотиков может быть существенно ниже заявленного производителем. Мала вероятность, что от применения подобных препаратов будет достигнута ожидаемая польза.

В лаборатории ООО «БИОТРОФ» регулярно проводится анализ соответствия реального видового состава и бактериального титра микроорганизмов, входящих в состав пробиотиков, с титром и видовым составом, которые заявляет производитель. Для этого используются современные молекулярно-генетические методы — секвенирование, T-RFLP-анализ, количественная ПЦР и классические высевы на питательные среды.

Примером исследования препаратов может служить изучение микробиологического сообщества, входящего в состав зарубежной сухой кормовой добавки для птицы на основе штаммов энтерококков, лактобацилл и бифидобактерий. Результаты классических микробиологических высевов на питательные среды не показали грубых несоответствий общего бактериального титра с заявленным производителем. Общеизвестным является факт, что подход, основанный на традиционных микробиологических исследованиях, приводит в большинстве случаев к серьезной недооценке об истинном составе микробиологического сообщества. В связи с этим более детальное изучение данной кормовой добавки с применением комплекса молекулярно-генетических методов продемонстрировало абсолютное несоответствие паспорту качества по видовому составу. Содержание бифидобактерий не превышало 5%, а сумма всех молочнокислых бактерий составляла не более 21%. При этом 74% бактерий приходилось на представителей посторонней микрофлоры, в том числе патогенной, — стафилококки, пастереллы, кампилобактерии.

Количество штаммов в составе пробиотиков

Необходимо отдельно отметить, что в последнее время сформировалось представление о том, что пробиотики, имеющие в своем составе несколько различных штаммов, эффективнее, чем моноштаммовые. Однако существует множество исследований, доказывающих обратное. Штаммы бактерий разных родов при попадания в условия ЖКТ в большинстве случаев проявляют антагонизм по отношению друг к другу, в результате чего вступают в жесткие конкурентные взаимоотношения между собой. В подобных условиях увеличения их численности и возникновения приживаемости в ЖКТ, как и эффекта от их применения, практически не наблюдается.

Механизмы антимикробной активности

Как известно, бациллы способны к синтезу широчайшего набора различных биологически активных веществ, обладающих антимикробной активностью, — органических кислот, бактериоцинов и др. Однако возможность синтеза данных соединений варьирует в значительной степени в зависимости от штамма.

В компании ООО «БИОТРОФ» ведутся интенсивные исследования, направленные на разработку экологически безопасных и удобных в обращении пробиотиков. В основе данных препаратов — специально отселектированные штаммы бактерий, обладающие высокой конкурентоспособностью в ЖКТ, антимикробной активностью в отношении нежелательных микроорганизмов и другими полезными свойствами. Так, в результате проведения экспериментов in vitro был выявлен широкий спектр антимикробной активности у штаммов бактерии в составе пробиотиков в отношении патогенной кишечной микрофлоры. Зоны подавления роста тестовых микроорганизмов достигали в ряде случаев 37 мм.

Для уточнения механизмов антимикробной активности штаммов в составе пробиотиков специалистами ООО «БИОТРОФ» была проведена идентификация спектра низкомолекулярных летучих соединений в экстрактах культуральной жидкости штаммов методом газожидкостной хромато-масс-спектрометрии (ГЖХ-МС).

Для проведения ГЖХ-МС использовали хроматограф газовый GCMS-QP2010 Plus (Япония), а также капиллярную колонку Ultra-2 (25 M × 0,25 мм). Хроматограмма регистрировалась по полному ионному току в диапазоне масс от 35 до 450 Да. Идентификация компонентов пробы производилась с помощью программного обеспечения GCMSsolution и базы масс-спектральной информации NIST08.

Сравнительные характеристики профилей были получены в результате обработки хроматограмм методом внутренней нормализации площадей (рис. 1).

Биотроф_1 и 4_Page_2.jpg

Рис. 1. Графическое отображение результатов исследования антимикробных компонентов штамма бактерии в составе пробиотика Целлобактерин-Т методом ГЖХ-МС

Результаты показали, что в экстракте культуральной жидкости штамма бактерии в составе пробиотика Целлобактерин-Т было обнаружено 57 различных низкомолекулярных летучих биологически активных веществ. При этом содержание карбоновых кислот и их производных, обладающих антимикробными свойствами, составляло 59,8%.

Механизмы биодеструкции микотоксинов

Известно, что в состав отдельных пробиотиков могут входить микроорганизмы, способные продуцировать ферменты, осуществляющие биодеструкцию микотоксинов.

В научной лаборатории ООО «БИОТРОФ» был проведен эксперимент по анализу уровня биодеструкции микотоксинов штаммами бацилл в составе биопрепаратов из коллекции ООО «БИОТРОФ». Культивирование бактерий осуществляли на питательной среде, содержащей охратоксин А, Т-2 токсин и ДОН, в термостате при температуре 32°С при постоянном перемешивании на вортексе.

Рис. 2. Биодеструкция микотоксинов штаммами бацилл, %

Биотроф_2-5_Page_2.jpg

Как видно из рис. 2, степень биодеструкции микотоксинов штаммами бацилл под условными номерами 1 и 2 составляла до 51,6 и 100% соответственно. Механизм биотрансформации микотоксинов обеспечивается возможностью некоторых бацилл к синтезу широчайшего набора различных ферментов — оксидоредуктаз, трансфераз, гидролаз, лиаз.

Полученные результаты были подтверждены на практике. В ЗАО «ПЗ Большевик» Ленинградской области был проведен производственный эксперимент по скармливанию пробиотика Целлобактерин+ двадцати коровам дойного стада из расчета 20 г/гол. в сутки. Продолжительность эксперимента составляла 5 месяцев. Результаты показали (рис. 3), что в группе с применением пробиотика Целлобактерин+ происходило снижение содержания афлатоксина М1 в молоке на протяжении всего периода скармливания от 11,1 до 61,8%. Некоторый эффект сохранялся спустя месяц после отмены пробиотика.

Рис. 3. Содержание афлатоксина М1 в молоке коров, ppt

Биотроф_3-6_Page_2.jpgАфлатоксин М1    ppt           150      170      190      210      230      250      270      290      310      330


Уровень удоя на протяжении эксперимента также был выше в группе с применением Целлобактерина+ по сравнению с контролем. Так, среднесуточный удой в конце эксперимента в группе с применением пробиотика составлял 28,9 л, в контрольной группе — 26,6 л.

Положительные результаты по снижению содержания афлатоксина М1 были получены также при скармливании коровам пробиотика Профорт (рис. 4).

Рис. 4. Содержание афлатоксина М1 в молоке коров, %

Биотроф_1 и 4_Page_3.jpg

Как известно, практически все сельскохозяйственные животные получают корма с большим количеством клетчатки. Однако ни одно из них не способно синтезировать целлюлазы — ферменты для переваривания основного компонента клеточных стенок — целлюлозы.

Такие препараты, как многофункциональные пробиотики Целлобактерин+ и Целлобактерин-Т, имеют в своем составе бактерии, обладающие ферментативной системой, эффективно гидролизующей некрахмалистые полисахариды, в том числе целлюлозу клеточных стенок. В рационах птицы Целлобактерин-Т эффективно повышает усвояемость не только зерновых, но также подсолнечного шрота и отрубей, что позволяет экономить на компонентах рационов.

Целлобактерин-Т отличается от обычных препаратов повышенной термостойкостью, поэтому сохраняет свойства даже после экспандирования и гранулирования при температуре до 105°С.

Восстановление микрофлоры ЖКТ с помощью пробиотиков

В лаборатории ООО «БИОТРОФ» специалистами по молекулярно-генетическим исследованиям был проведен анализ микрофлоры рубца коров, получавших пробиотик Целлобактерин+.

Рис. 5. Состав микрофлоры рубца коров методом T-RFLP, %

Биотроф_2-5_Page_3.jpg

Введение Целлобактерина+ в рацион коров способствовало увеличению численности полезных целлюлозолитических и лактат-утилизирующих микроорганизмов в рубце по сравнению с контролем (без скармливания препарата). Особенностью целлюлозолитиков является способность образовывать целлюлазу, что позволяет жвачным животным эффективно использовать энергию кормов, богатых клетчаткой. Лактат-утилизирующие бактерии метаболизируют молочную кислоту до различных ЛЖК, регулируя ее уровень, препятствуя излишнему подкислению и возникновению ацидоза. При этом при введении в рацион пробиотика в рубце уменьшалась численность представителей патогенной микрофлоры. Это сказывалось и на содержании соматических клеток в молоке коров (рис. 6).

Рис. 6. Содержание соматических клеток в молоке коров, тыс. кл./мл

Биотроф_3-6_Page_3.jpg

Таким образом, бактерии, входящие в состав пробиотиков, должны обладать высоким уровнем приживаемости в условиях ЖКТ и способностью к синтезу широкого спектра биологически активных веществ для эффективного воздействия на микрофлору ЖКТ. Титр и рекомендуемые производителем дозировки пробиотика должны быть строго научно обоснованы и зависеть от питательных потребностей штамма бактерии и количества продуцируемых ею полезных метаболитов. Бактерии в составе моноштаммовых пробиотиков выбирают в качестве «мишени» для уничтожения патогенную микрофлору, тогда как микроорганизмы в составе полиштаммовых препаратов вступают в конкурентную борьбу в первую очередь друг с другом. В основу создания наиболее эффективной с зоотехнической и экономической точек зрения кормовой добавки целесообразно положить многофункциональный препарат, сочетающий в себе несколько механизмов воздействия на биоценозы пищеварительной системы, например целлюлозолитическую активность и способность осуществлять биодеструкцию микотоксинов.



Количество показов: 617
Автор:  Г. Лаптев, Е. Йылдырым, Л. Ильина, В. Филиппова, В. Солдатова, И. Никонов, Н. Новикова, ООО «БИОТРОФ»
Источник:  "Ценовик" Декабрь 2017
Компания:  БИОТРОФ

Возврат к списку


Материалы по теме:




 



Создание и продвижение сайтов - ПродвигаеФФ.ру