Корма и кормовые добавки

13.06.2015

Использование органических кислот в кормлении животных/The use of organic acids in animal nutrition

1. Принципы и механизм действия

Многие десятилетия органические кислоты используются в кормлении животных. Их применяют для предотвращения порчи кормов, а также из-за позитивного влияния кислот на физиологические процессы в пищеварительном тракте.

В конце 1960-х гг., когда концерн BASF начал свой бизнес в сфере кормовых добавок для животных, пропионовая кислота была одним из первых продуктов, предложенных для потребителей.

Понятие «органические кислоты» описывает группу короткоцепочечных жирных кислот, состоящих не более чем из семи атомов углерода и с одним или несколькими карбоксильными группами (R–СООН) в качестве функциональной группы. Они также называются карбоновыми кислотами (см. таблицу).

Химические и физические характеристики некоторых органических кислот

Снижение pH в кормах и желудочно-кишечном тракте

Муравьиная кислота с молекулярной массой приблизительно 46 г/моль является самой легкой и простой по составу. Она состоит из карбоксильной группы, соединенной с атомом водорода. Кислотность или подкисляющий эффект (понижение pH) органических кислот в водном растворе является результатом диссоциации (отделения) карбоксильной групп(ы) и высвобождения ионов Н⁺. Чем больше карбоксильных групп присутствует на единицу массы органической кислоты, тем сильнее может быть подкисляющий эффект. Этим объясняется более выраженный pH-понижающий эффект муравьиной кислоты по сравнению с молочной кислотой: молекулярная масса молочной кислоты почти в два раза больше массы муравьиной кислоты, а карбоксильную группу каждое соединение имеет только одну.

2. Сферы применения

Органические кислоты используются в качестве консервантов для сохранения кормов и кормового сырья. Благодаря антимикробным свойствам они способны подавлять рост микроорганизмов.

Органические кислоты используются в кормлении животных из-за их сильного антимикробного эффекта. Хотя это не антибиотики, они могут эффективно останавливать рост и распространение патогенных бактерий, а также нежелательных грибов и дрожжей. В настоящее время считается, что антимикробный механизм действия органических кислот обусловлен тремя различными эффектами. Во-первых, органическая кислота снижает pH до уровня, неблагоприятного для многих патогенов. При этом их рост и размножение либо сильно ограничены, либо невозможны. Во-вторых, молекулы кислот являются липофильными и в недиссоциированном состоянии могут проникать через клеточную мембрану патогенных бактерий, таких как Salmonella.

Диссоциация и, следственно, снижение pH происходит уже внутри патогенной клетки. Микроорганизм расходует большое количество энергии на компенсаторные процессы, что ослабляет его и в дальнейшем вызывает гибель. Кислоты также ингибируют активность ферментных систем, например, отвечающих за репликацию генетического материала ДНК. В результате пролиферация микроорганизма уже невозможна.

Третий эффект — диссоциировавшие молекулы кислоты, которые уже не могут проникать через клеточную мембрану, повреждают её внешнюю белковую структуру. Это изменяет проницаемость мембраны для минералов, таких как натрий и калий. В результате изменяется внутриклеточное осмотическое давление, что опять же приводит к гибели микроорганизма.

Важный аспект: несмотря на то, что органические кислоты используются в кормлении животных в течение уже многих лет, устойчивости у микрофлоры к ним не наблюдается.

Различные эффекты влияния на микроорганизмы

Антимикробный эффект различных органических кислот может быть протестирован с использованием относительно простого лабораторного биологического опыта. Этот тест включает определение минимальной ингибирующей концентрации, или МИК. Минимальная ингибирующая концентрация — это самая низкая концентрация вещества, способная подавить рост и размножение микроорганизмов в стандартных условиях. Чем ниже значение МИК, тем эффективнее антимикробные свойства кислоты. На рисунке показаны значения МИК для различных органических кислот при воздействии на различные микроорганизмы.

Минимальная ингибирующая концентрация (МИК) воздействия на микроорганизмы некоторых органических кислот

Муравьиная кислота чрезвычайно эффективна против патогенных бактерий, таких как кишечная палочка (Escherichia coli) или золотистый стафилококк (Staphylococcus aureus), и нежелательных дрожжей, таких как Candida Albicans. Пропионовая же кислота более эффективно останавливает рост грибов, таких как Aspergillus flavus, которые могут синтезировать афлатоксин.

Исходя из этого, можно сделать вывод: для того чтобы контролировать патогенную микрофлору, такую как сальмонелла или кишечная палочка, а также дрожжи, необходимо использовать чистую муравьиную кислоту или кислотные смеси с максимально высоким содержанием муравьиной кислоты. C другой стороны, при консервации кормов, где порча в основном происходит за счет микроскопических грибов, чистая пропионовая кислота или кислотные смеси с её высоким содержанием являются более предпочтительной. Следует учитывать, что определенные в тесте МИК только демонстрируют ранжирование органических кислот относительно силы их антимикробного действия. Дозировки, установленные в лаборатории, непригодны для практического применения в кормах, так как комбикорм имеет большую буферную емкость и, следовательно, требует более высокой концентрации кислоты для обеспечения надлежащего эффекта.

Таким образом, на основе специфических антимикробных свойств можно выделить следующие четыре основные области применения органических кислот в кормлении животных:

• консервация кормового сырья, комбикорма, силоса;

• контроль патогенных микроорганизмов, таких как сальмонелла (Salmonellae), кишечная палочка (Escherichia coli), клостридии (Clostridium perfringens);

• санация питьевой воды для животных: контроль развития микрофлоры, предотвращение развития биопленки;

• пищеварительный эффект: снижение уровня pH в кормах, который приводит к повышенной усвояемости белка и фосфора, снижению случаев диареи, улучшению качества подстилки, увеличению потребления корма.

Для контроля патогенной микрофлоры в комбикорме (Salmonellae, Escherichia coli, Clostridium perfringens), а также для улучшения пищеварительного эффекта и снижения случаев диареи рекомендуем новый продукт Амазил NA. Обращайтесь к представителям компании BASF для получения дополнительной информации!

Резюме. Органические кислоты обладают специфическими антимикробными свойствами, благодаря которым они нашли применение в консервации кормового сырья, контроле за патогенами, санации питьевой воды, а также в кормлении животных в целях улучшения усвояемости питательных веществ рациона, снижения случаев диареи, улучшения качества подстилки, увеличения потребления корма. Компания BASF готова предложить решение задач в каждой области на основе безопасных буферированных кислотных смесей. В них оптимально подобрано соотношение наиболее эффективных кислот — муравьиной и пропионовой.

Summary. Organic acids have certain antimicrobial characteristics. The latter allow to use organic acids in conservation of raw products, control over pathogens, sanitation of drinking water and in animal feeding for improving nutrient availability, reducing cases of diarrhea, improving quality of bedding, increasing amount of feed consumed. Company BASF is ready to offer solution for each field on the basis of safe buffered acid mixes, where ratio of the most effective acids (formic acid and propionic acid) is optimally balanced.

БАСФ

Московское представительство BASF

Москва, Краснопресненская наб., д. 10, блок С

Тел.: +7 (495) 231-72-46

www.basf.ru

E-mail: viktor.stenko@basf.com

Количество показов: 9405
Автор:  Дайджест "Наука и практика" 2015