Корма и кормовые добавки

12.05.2021

Микотоксины и способы их устранения

В нашей статье мы приведем разбор некоторых инноваций, посвященных борьбе с микотоксикозами животных, и новых подходов к адсорбции и нейтрализации токсичных соединений, вырабатываемых грибками при нарушении технологии заготовки и хранения кормов.

В любом растительном сырье в том или ином количестве присутствуют споры плесневых грибов. При наступлении благоприятных условий они прорастают. Стрессовые факторы (перепады температуры, попадание химических веществ) провоцируют грибковые микроорганизмы адаптироваться к окружающей среде и вырабатывать защитные ядовитые вещества. Размножение плесеней, как правило, происходит не равномерно по всей поверхности сырья, а лишь в отдельных участках (во влажной и теплой среде в присутствии кислорода), что часто затрудняет отбор проб и выявление зараженного сырья в лаборатории, в результате животные получат зараженный корм.

Каждый род и вид плесневого гриба производит свой ассортимент токсинов. К основным патогенным организмам относятся грибы рода Aspergillus, Claviceps, Fusarium, Penicillium, Neotyphodium, Phitomyces.

В настоящее время выявлено более 250 видов плесневых грибов, продуцирующих токсичные молекулы различной химической структуры (более 400 соединений). Их воздействие на организм животных проявляется в различной степени (подробно о микотоксинах и их патогенности мы писали прошлых статьях «Ценовика»). К наиболее распространенным высокотоксичным соединениям относятся афлатоксины, охратоксины, патулин.

Также для продуктивных животных представляют опасность трихотецены (ДОН, Т-2), зеараленон (ЗЕА) и фумонизины. В силосах, помимо вышеуказанных опасных молекул, могут присутствовать также рокфортин и микофеноловая кислота. Жвачные животные при выпасе на пастбище вместе с травой нередко потребляют такие продуценты грибков, как лолитрем В и эрговалин. В комбикормах обнаруживается афлатоксин В1, охратоксин А, стеригматоцистин, Т-2 токсин, ДОН, зеараленон и др., в жмыхах — фумонизин В1, афлатоксин В1, охратоксин А, Т-2 токсин, ДОН и др.

Многие вещества, вырабатываемые микроскопическими грибками, обладают эмбриотоксическим, тератогенным, мутагенным, иммуносупрессивным, канцерогенным действием.

Иммуносупрессивное действие, в частности, проявляют токсические продукты гриба Fusarium (ДОН, Т-2 и ЗЕА). Афлактоксины также являются мощными иммуносупрессорами.

Они увеличивают риск болезней животных (особенно обострения вирусных инфекций, для которых характерно носительство), а также различных инвазий и бактериальных заболеваний желудочно-кишечного тракта. Животные со сниженной естественной резистентностью неспособны в полной мере проявить свой генетический потенциал, в том числе высокую продуктивность.

Важным свойством микотоксинов является способность накапливаться в организме животных, проникать в молоко и яйца, что опасно уже и для человека, особенно для детей. Химическое строение микотоксинов очень разнообразное.

Основными механизмами действия микотоксинов является нарушение синтеза белка и нуклеиновых кислот, усиление перекисного окисления липидов, а также индукция апоптоза (запрограммированной гибели клеток).

Свиньи и птицы, выращиваемые в промышленных условиях, к сожалению, вынуждены регулярно потреблять корм с микотоксинами (со средней и малой токсичностью), поэтому они чаще страдают от хронических (спровоцированных длительным приемом ядовитых веществ), чем от краткосрочных микотоксикозов.

Основным источником микотоксинов в комбикормах служит зерно, бобовые и продукты их переработки: пшеница, ячмень, кукуруза, соевый и подсолнечный жмых и другие компоненты рациона. Часто корм содержит сразу несколько опасных токсинов, так как в кормовом сырье прорастает одновременно несколько родов патогенной микрофлоры. Например, кукуруза часто бывает поражена грибками родов Aspergillus и Fuzarium, ячмень и овес — Aspergillus и Penicillium.

В связи с характерными погодными условиями и сложностями заготовки кормов, нарушением правил хранения зерна на элеваторах и закладки силоса в хранилища российским фермерам приходится прилагать значительные усилия для максимального сохранения не только питательных свойств, но и биологической безопасности кормов.

Комплекс мер включает применение кормовых консервантов, ингибиторов плесеней, кормовых подкислителей, внедрение современных технологий заготовки сырья, а также своевременный ремонт и модернизацию хранилищ.

При производстве кормов все сырье должно проходить контроль на содержание токсических веществ. В России лабораторными методами возможно выявить около 14 микотоксинов: Т-2 токсин, зеараленон, афлатоксины В1, В2, G1, G2 и М1, фумонизины В1 и В2, охратоксин А, патулин, стеригматоцистин, роридин А, дезоксиниваленол (ДОН, вомитоксин). Технические возможности лаборатории Biomin при ВНИТИП позволяют выявить до 40 микотоксинов, а в австрийской лаборатории — уже до 400 их видов. Большинство токсических соединений грибков не определяется в лабораториях из-за ограниченных технических возможностей.

Большое значение в борьбе с микотоксикозами животных имеют кормовые добавки, связывающие и эвакуирующие из кишечника животных токсические продукты жизнедеятельности плесневых грибков.

Адсорбенты

Основную часть рынка нейтрализаторов микотоксинов занимают сорбирующие кормовые добавки, представляющие собой комбинации на основе компонентов неорганического и органического происхождения. Такие комбинации обеспечивают захват и вывод наибольшего количества молекул микотоксинов, разнообразных по своему размеру и физико-химическим свойствам. Идеальный адсорбент микотоксинов должен обладать рядом характеристик:

– содержать большое количество пор различного размера;

– демонстрировать высокий потенциал катионного обмена (данное свойство необходимо для связывания полярных молекул);

– иметь большую поверхностную площадь частиц для достижения полноты связывания токсических веществ;

– стабильно связывать токсины, что обеспечивает захват и конечное выведение ядовитого агента.

В составе кормовых добавок применяются природные и синтетические адсорбенты. В качестве минеральных компонентов в составе нейтрализаторов микотоксинов используются природные ископаемые: бентонит (в том числе диоктаэдрический монтмориллонит― его очищенная форма), диатомит (кизельгур), цеолиты (в том числе очищенный клиноптилолит), белая глина и продукты ее переработки (сепиолиты, стеатиты) и др.

Благодаря активации бентонитов (кальциевые бентониты можно преобразовывать в натриевые формы) улучшается ряд их характеристик, что позволяет расширять спектр сорбируемых молекул.

Минеральные адсорбенты на основе цеолитов, благодаря устройству своей микрокристаллической решетки, служат дополнительным источником микро- и макроэлементов, способны адсорбировать не только токсические молекулы ряда микотоксинов, но даже некоторые бактерии и вирусы. Гидратированные натрий-кальций алюмосиликаты (HSCAS) считаются одними из лучших неорганических нейтрализаторов микотоксинов, поэтому применяются во многих популярных коммерческих кормовых добавках. Они производятся на основе природных глин алюмосиликатов. Некоторые HSCAS эффективны не только против афлатоксинов, но и против зеараленона и фумонизина.

Амopфныe выcoкoдиcпepcныe нaнoкpeмнeзeмы, благодаря своей структуре и размеру пор, способны сорбировать как полярные, так и неполярные соединения (афлатоксины, трихотецены, зеараленон, охратоксины). Относящийся к ним диоксид кремния является синтетическим кремнеземом. Помимо высоких адсорбционных характеристик, имеет свойство уменьшать слеживаемость корма.

Запатентованное соединение силикоглицидол представляет собой природный силикат, подвергнутый термической и ионно-обменной обработке, в результате чего происходит увеличение сорбирующей поверхности и расширение спектра действия сорбента. Проведенные опыты иллюстрируют успешное применение данного вещества для адсорбции ДОН в кормах для свиноматок.

Гидрофобизированные полисиликатные гидрогели способны сорбировать как полярные, так и неполярные микотоксины, а также диоксины, красители и другие молекулы. Являются представителем новой группы сорбентов микотоксинов — «обращенно-фазовые сорбенты на полисиликатной основе».

Слоистый минерал вермикулит, полученный нагреванием гидрослюды, обладает высокими катионообменными, адсорбционными свойствами, способностью поглощать эндогенные и экзогенные токсины и даже связывать споры микроскопических грибов Aspergillus, Penicillinum, Fusarium.

Шунгит — углеродный фуллерен — обладает высокой активностью и реакционной способностью, обусловленной его уникальным строением. Он состоит из глобул (или фуллеренов) с размерами 10–30 нанометров, которые имеют луковичную структуру и способность внутри фуллеренов изменять расстояние между слоями. Такое строение определяет специфические свойства шунгита: каталитические, антиоксидантные, а также способность сорбировать микотоксины.

Высушенные инактивированные дрожжи (клеточные стенки дрожжей) способны поглощать как полярные, так и неполярные микотоксины, а также эндотоксины, вырабатываемые патогенными бактериями (размер клеточных пор достигает 400 нм). Конкурентным преимуществом кормовых добавок для нейтрализации микотоксинов является включение в их состав штаммов дрожжей, вырабатывающих повышенное количество глюкоманнанов (что улучшает показатели адсорбции микотоксинов), кроме того, способных связывать сенсорные белки грамотрицательных патогенных бактерий и выводить их из организма.

Наиболее часто в рецептуре нейтрализаторов микотоксинов используются стенки инактивированных дрожжевых клеток Saccharomyces cerevisiae, которые обладают способностью к адсорбции зеараленона и охратоксина А.

Этерифицированные глюкоманнаны объединяют компоненты, выделенные из клеточных стенок дрожжей — глюканов и маннанов.

Маннанолигосахариды (МОС), входящие в состав комплексного адсорбента микотоксинов и пробиотика Микробонд, получены путем ферментативного гидролиза клеток грибов (Paecilomyces spp., Ganodema lucidum), а также дрожжей Sacharomyces cerevisiae. Данные МОС фосфорилированы для усиления их связывающей способности, поэтому они могут эффективно связывать и адсорбировать не только микотоксины, но и различные патогенные бактерии, включая грамотрицательные Escherichia coli, Pseudomonas spp., Staphylococcus aureus, Salmonella

spp., Shigella spp. и др.

Активированный уголь, входящий в состав некоторых комплексных нейтрализаторов микотоксинов, обладает энтеросорбирующим и дезинтоксикационным качествами, большой поверхностной активностью и высокой сорбционной способностью.

Помимо микотоксинов он связывает также газы, продукты гнилостной ферментации, бактериальные токсины, оказывает вяжущее, адсорбирующее и защитное действие на слизистую оболочку ЖКТ. Однако он способен связывать и питательные вещества корма. Наилучшими сорбирующими свойствами обладает активированный уголь, полученный путем пиролиза древесины.

Выраженной сорбционной активностью обладает гидролизированный лигнин. Благодаря тому, что ферментные системы желудочно-кишечного тракта животного не могут гидролизовать биоструктуры лигнина, предварительно подвергшиеся кислотно-щелочной обработке, данное вещество может использоваться в составе кормовых добавок для адсорбции микотоксинов. Обладая большой развитой поверхностью и разным объемом пор, гидролизный лигнин эффективно захватывает как полярные, так и неполярные микотоксины (афлатоксины, охратоксины, Т-2 токсин, фумонизин, ДОН и др.). Емкость поглощения составляет около 50% от показателей активированного угля.

Сухой экстракт сапропеля (донных остатков органического происхождения) обладает множественными полезными эффектами, в том числе способностью к адсорбции ряда токсических молекул, поэтому также имеет ряд перспектив в составе комплексных кормовых добавок по нейтрализации микотоксинов.

Запатентованная технология Амадеит, основанная на получении уникального адсорбента из натурального активированного монтмориллонита и экстрактов водорослей, увеличивает межслоевое пространство монтмориллонита в 10 раз.

В итоге Амадеит приобретает способность адсорбировать широкий спектр микотоксинов (афлатоксинов, зеараленонов, охратоксинов, трихотеценов, фумонизинов и пр.).

Деактиваторы микотоксинов

Помимо поглощающих и выводящих из организма микотоксины, выявлены вещества, способные трансформировать ряд токсических молекул до безопасных соединений (этот эффект достигается за счет использования в рецептуре добавок специализированных ферментов). Наиболее эффективно их использование вместе с адсорбентами (в виде комплексных добавок).

Появление деактиваторов микотоксинов является прорывом в ветеринарии. Сегодня установлен ряд ферментов, (их производство запатентовано), расщепляющих молекулы ряда микотоксинов. Эти вещества используются в составе комплексных добавок, включающих адсорбенты полярных и неполярных молекул, которые захватывают микотоксины и их расщепленные части и выводят их из организма.

Компании Biomin и Impextraco на сегодняшний день являются единственными производителями, получившими научное признание компонентов с доказанными свойствами дезактивации микотоксинов.

Например, продукция Biomin содержит штамм дрожжей Biomin® MTV (детоксикация зеараленона и охратоксина А), а также Biomin® BBSH® 797 (трансформирует трихотецены в нетоксичные метаболиты), специализированный фермент FUMzyme®, который необратимо преобразует фумонизины в кишечнике животных в нетоксичные метаболиты.

Защита печени

Под воздействием микотоксинов у животных часто возникают патологические изменения в печени (жировая дистрофия). Важной функцией печени является детоксикация. Дикие животные с низкой продуктивностью благодаря ферментам печени могут частично дезактивировать микотоксины. Это природное свойство можно использовать в качестве вспомогательной меры в борьбе с данной проблемой в промышленном животноводстве и птицеводстве.

Выраженное токсическое действие на печень животных оказывают такие яды, как афлатоксины (B1, B2, G1, G2, M1), а также трихотецены, охратоксины и фумонизины.

Включение гепатопротекторов способствует восстановлению клеток печени и их свойств. Усиление протективных свойств печени, в которой происходит трансформация многих токсичных компонентов, может достигаться путем введения в состав нейтрализаторов микотоксинов растительных экстрактов (расторопши пятнистой, чертополоха обыкновенного и др.) и выделенных из них биофлавоноидов.

В частности, в состав некоторых нейтрализаторов микотоксинов входит флавоноид силимарин (представляющий собой группу активных молекул силибина, силидианина и силикристина).

Некоторые комплексные добавки включают экстракт артишока, который обладает желчегонным (увеличивает секрецию желчи, улучшает ее выведение из протоков желчного пузыря) и диуретическим эффектами, а также выполняет детоксифицирующую функцию. Желчегонным эффектом также характеризуются экстракты тысячелистника, больдо и других растений.

Лецитин в составе комплексных нейтрализаторов микотоксинов содержит источник незаменимых фосфолипидов, служащих строительным материалом для клеточных мембран, в том числе печени.

В состав нейтрализаторов микотоксинов некоторые производители вводят также бетаин, метионин и холин, обладающие выраженным гепатопротекторным действием. Органические кислоты и их соли, входящие в состав комплексных нейтрализаторов микотоксинов, ингибируют развитие плесеней и активируют комплексы ферментов печени, трансформирующих ряд токсических соединений. В частности, отмечено, что введение фумаровой и янтарной кислот усиливает детоксикацию микотоксинов в печени за счет оксидоредуктазной, гидролитической (эпоксидгидролазы, карбоксилэстеразы, лактоногидролазы) и трансферазной (УДФ-гликозилтрансферазы) ферментныхгрупп.

Стимулирование защитных свойств иммунитета

Микотоксикозы животных сопровождаются снижением их естественной резистентности, поэтому рядкомплексных нейтрализаторов микотоксинов включают вспомогательные компоненты с антиоксидантными, а также иммуномодулирующими свойствами.

Кормовые добавки, содержащие инактивированные дрожжи и некоторые другие грибковые организмы, оказывают адсорбирующий и иммуностимулирующий эффект, ингибируют действие микотоксинов внутри организма благодаря β-глюканам. Антиоксидантные свойства проявляют эфирные масла (тимол, орегано и др.), которые также обладают фунгистатическим эффектом. Гуминовые кислоты и некоторые полифенолы характеризуются иммуномодулирующим действием на организм скота и птицы.

Пребиотик инулин, проявляющий свойства адсорбента в пищеварительной системе, связывает ряд токсических соединений, стимулирует рост и жизнедеятельность полезной кишечной микрофлоры, становясь питательной средой для полезных бифидо- и лактобактерий.

Известно, что микрофлора кишечника животных способна продуцировать ферменты, трансформирующие микотоксины (бактерии группы кишечной палочки, лактобактерии, сенная палочка, энтеробактерии и др.). Таким образом, в качестве дополнительной меры в борьбе с микотоксинами полезным будет включение кормовых добавок на основе про- и пребиотиков.

Производители нейтрализаторов микотоксинов

Рынок нейтрализаторов микотоксинов в основном представлен комплексными кормовыми добавками. Благодаря тому, что производители предлагают ряд оригинальных решений, каждое хозяйство может подобрать наиболее эффективную продукцию исходя из вида животных и особенностей их рационов.

В данной области представлен ассортимент множества российских и зарубежных компаний.

Производители зарубежных средств для нейтрализации микотоксинов: Alltech, Biomin, BASF, Biochem, Daavision, Dr. Eckel Animal Nutrition, Framelco, FF Chemicals, Global Nutrition International, Hameco Agro, Impextraco, Innovad, Kemin, Lallemand, Liptosa, Novus Int., Patent, Olmix, Orffa Additives, Tanin Sevnica и др.

Среди отечественных производителей нейтрализаторов микотоксинов — компании «АгроСистема», «АгроБалт трейд», ГК «Апекс плюс», «Агроакадемия», BioTech, «БАМ-ЭКО», «БИОТРОФ», «БИОРОСТ», ПО «Сиббиофарм», «ТекноФид», «Полисорб», «РУСБИО», НПЦ «Фокс и Ко», НПФ «Элест», «Экокремний», «НТЦ БИО» и др.

Антибиотики и нейтрализаторы микотоксинов Специалисты компании Innovad обращают внимание, что антибиотики, применяемые в животноводстве и птицеводстве, являются продуктами жизнедеятельности грибков или, по сути, микотоксинами для бактерий и не только. Коммерческие адсорбенты не должны влиять на действие антибиотиков, чтобы не снизить их эффективность. К сожалению, исследований в этой области практически не проводится. Собраны доказательства лишь по немногим адсорбентам, которые нейтральны к молекулам антибиотиков.

Количество показов: 1942
Автор:  В. Лавренова, маркетолог издательства «Сельскохозяйственные технологии»