Корма и кормовые добавки

Неофунгистат — новый подход к решению проблемы детоксикации кормов / Neofungistat. The new approach to solve the problem of detoxification of feed 14.06.2016

Неофунгистат — новый подход к решению проблемы детоксикации кормов / Neofungistat. The new approach to solve the problem of detoxification of feed

Цели и задачи. В современном животноводстве негативное влияние токсинов в кормах на производственные показатели (яйца, молоко, мясо) постоянно усиливается. Одновременно растет количество предлагаемых нейтрализаторов токсинов (полной нейтрализации получить невозможно, речь может идти только о снижении концентрации токсинов до безопасного уровня), что свидетельствует о нерешенной до сих пор проблеме. Это подтверждает и постоянная ротация нейтрализаторов в хозяйствах. В то же время, судя по многочисленным публикациям на тему эффективности предлагаемых нейтрализаторов на свиньях и птице с результатом 95–98% связывания всех токсинов этот вопрос, казалось бы, должен быть окончательно снят. Но на практике ничего подобного не происходит. Как это объяснить? 

Дело в том, что токсины любой природы так или иначе находятся в связанном состоянии с компонентами корма, и здесь не так важно, в какой момент токсины образовали связь — в поле вместе с зерновыми и шротом либо в процессе их хранения. Более того, мы не знаем и не проверяем (чаще всего), в каком именно соотношении находятся токсины в корме. Нет универсальных сорбентов, которые могли бы сорбировать все токсины. Важно также понять, что доля сорбентов ничтожно мала по сравнению с объемом корма. Далее, компоненты корма расщепляются в кишечнике микробиотой и собственными ферментами животных и птицы. Здесь должна быть пересадка, то есть освободившиеся токсины сорбируются нейтрализаторами, которые в идеале должны: а) обладать потенциально высокой способностью к сорбции и минимальной десорбцией при PH кишечника; б) наличествовать в достаточном количестве; в) иметь в своем составе субстанции, блокирующие «захват» токсинов гепатоцитами печени.

Собственные данные. В наших многолетних опубликованных ранее исследованиях показано, что неизбирательная сорбция (связывание) токсинов с компонентами корма достигает 90% и оценка эффективности сорбции используемых нейтрализаторов в этих условиях некорректна. Происходит очевидная подмена эффекта результатов, и приводимые в отчетах данные на животных и птице можно уверенно отнести за счет различных компонентов в составе нейтрализаторов (иммуностимуляторы, гепатопротекторы, витамины, антиоксиданты и т.д.). В качестве примера можно привести ситуацию с Т-2 токсином, который находится в составе кормов, зерновых и шротов в концентрациях, вызывает серьезные проблемы в организме, в том числе снижение производственных показателей.

Т-2 токсин продуцируется грибами рода Fusarium при выращивании зерновых и их последующем хранении при повышенной влажности. Удержание этого токсина (так же как ДОН) на субстратах корма осуществляется, по-видимому, за счет ван-дер-ваальсовых взаимодействий, но не за счет специфического связывания. Таким образом, при разрушении корма трихотеценовые токсины должны высвобождаться и сорбироваться в кишечнике на предлагаемые нейтрализаторы при условиях, благоприятных для такого поглащения. Мы ранее проверяли на модели желудка и кишечника (1) возможность сорбции Т-2 токсина и ДОН (дезоксиниваленола) самыми разными нейтрализаторами (в том числе самыми востребованными). В табл. 1, 2 показаны результаты сорбции при разных PH.

Таблица 1

Адсорбция Т-2 токсина (МДУ=100 мкг/кг)

№ п/п

Сорбент*

Адсорбция в кислой среде

Адсорбция в слабощелочной среде

в мкг/кг

в %

в мкг/кг

в %

1

Алюмосиликаты + бентониты + органические кислоты + гепатостимуляторы + протеолитический комплекс + фунгистатики + нуклеозиды

6,4

6,4

4,13

4,13

2

Неорганический сорбент (специальным образом обработанные цеолиты) + биотрансформирующий фермент

0

0

0

0

3

Смесь из адсорбентов + дрожжи + соли пропионовой кислоты

0

0

0

0

4

Сорбент органической природы (полисахариды)

0

0

0

0

5

Бентониты + дрожжи + полисахариды растительного происхождения

0

0

0

0

6

Глинистые субстанции + продукты переработки дрожжей + органические кислоты + антиоксиданты + растительные экстракты

0

0

0

0

7

Модифицированные бентониты, минералы, силикаты, хелаты

2,2

2,2

0

0

8

Клиноптилолит, природный минерал, специальным образом обработанный

0

0

0

0

Таблица 2

Адсорбция дезоксиниваленола (ДОН) (МДУ=1000 мкг/кг)

№ п/п

Сорбент

Адсорбция в кислой среде

Адсорбция в слабощелочной среде

в мкг/кг

в %

в мкг/кг

в %

1

Алюмосиликаты + бентониты + органические кислоты + гепатостимуляторы + протеолитический комплекс + фунгистатики + нуклеозиды

377

37,7

0

0

2

Неорганический сорбент (специальным образом обработанные цеолиты) + биотрансформирующий фермент

220

2,2

0

0

3

Смесь из адсорбентов + дрожжи + соли пропионовой кислоты

202

20,2

0

0

4

Сорбент органической природы (полисахариды)

136

13,6

0

0

5

Бентониты + дрожжи + полисахариды растительного происхождения

197

19,7

0

0

6

Глинистые субстанции + продукты переработки дрожжей + органические кислоты + антиоксиданты + растительные экстракты

272

27,2

0

0

7

Модифицированные бентониты, минералы, силикаты, хелаты

474

47,4

0

0

8

Клиноптилолит, природный минерал, специальным образом обработанный

237

23,7

0

0

В табл. 1, 2 норма ввода сорбентов — 0,2%.

Как видно из рис. 1, эти токсины при норме ввода нейтрализаторов 0,2% и при отсутствии компонентов корма не обладают в условиях кишечника способностью к сорбции. И это объяснимо.

1 (1).jpg

Рис. 1. Структурные формулы Т-2 и ДОН

Оба токсина в соответствии со структурой обладают неплоским каркасным скелетом и сравнительно невысокой полярностью. Если молекула ДОН имеет сопряженный фрагмент, хоть и небольшой, но все-таки способный к П—П взаимодействиям (имеется в виду С—С связь, сопряженная с С═0 группой), а также 2 протонодонорских гидроксигруппы, то в случае Т-2 токсина, где вообще нет элементов сопряжения и содержится всего одна гидроксигруппа, возможности к связыванию с сорбентом совсем мизерны. Однако из табл. 2 видно, что Т-2 токсин в минимальной степени может связываться сорбентами Фунгистата-ГПК (4,6% при концентрации на уровне МДУ и норме ввода 0,2%). Что касается охратоксина, зеараленона и фумонизина, их молекулы довольно полярны и содержат протонодонорные функции, благодаря чему склонны к связыванию с полярными сорбентами. Афлатоксин нейтрален, поэтому в слабощелочной среде высокой сорбцией по отношению к этому токсину обладает ряд сорбентов.

Мы предположили, что в составе цеолитов и бентонитов присутствуют субстанции, которые в синергидном режиме определяют потенциальную способность сорбентов к связыванию Т-2 токсина и ДОН (табл. 3). Были проведены исследования по сравнительной потенциальной возможности сорбции этих токсинов различными сорбентами. Концентрации сорбентов были взяты в избытке, то есть в несколько раз превышающие обычные нормы ввода (табл. 3).

Таблица 3

Сравнительная характеристика различных сорбентов* (состав, % сорбции–десорбции, ПКПД) по отношению к Т-2 токсину на модели «желудок–кишечник»

Наименование сорбента, состав

Концентрация Т-2 токсина в смеси, мкг/кг

Адсорбция в кислой среде, %

Десорбция в слабощелочной среде, %

ПКПД, %

1

Цеолит-бентонит

(20% — цеолит, 20% — монтмориллонит, 10% — коллоид кремния (кристобалит), 45% — карбонат кальция

0,1

51

64

18,2

2

Цеолитсодержащий трепел (40% — клиноптилолит, 10% — монтмориллонит, 25% — кристобалит, 15% — кварц, 8% — гидрослюда, 2% — кальций)

64

38

39,5

3

Цеолит (33% — клиноптилолит, 21% — кристобалит, 150% — кварц, 6% — кальций)

80

19,3

64

4

Трепел

(23% — монтмориллонит, 44% — кристобалит, 20% — кварц, 2% — слюда)

82

21

65

5

«Смекта» (кристобалит)

40

42

23

6

Окись кремния

35

37

25

7

Доломитовая мука

(50% — карбонат кальция, 50% — карбонат магния)

45

51

26

8

Клеточные стенки пивных дрожжей

29

13

25

Сорбент на основе ракообразных

28

0

28

Таблица 4

Результаты по сорбции-десорбции токсинов сорбентами различного происхождения*

Наименование микотоксина

Сорбенты, (по табл. 2)

Содержание сорбента

Адсорбция, %

Десорбция, %

ПКПД, %

Афлатоксин (0,025 мг/кг)

№ 8

Избыток (10 кг/т)

100

7

93

1 кг/т

0

0

0

№ 3–4 (смесь)

Избыток (10 кг/т)

100

1,2

99

1 кг/т

0

0

0

Т-2 токсин (0,100 мг/кг)

№ 8

Избыток (10 кг/т)

29

13

15

1 кг/т

0

0

0

№ 3–4 (смесь)

Избыток (10 кг/т)

84

11

75

1 кг/т

0

0

0

ДОН (2,0 мг/кг)

№ 1

Избыток (10 кг/т)

18

18

№ 2

Избыток (10 кг/т)

0

0

0

№ 3

Избыток (10 кг/т)

0

0

0

№ 4

Избыток (10 кг/т)

0

0

0

Зеараленон (2,0 мг/кг)

№ 3–4 (смесь)

Избыток (10 кг/т)

100

0

100

№ 8

Избыток (10 кг/т)

58

62

22

* Все сорбенты, используемые в опыте, взяты с избытком в отношении принятых норм ввода (0,1–0,5%).

Из результатов, приведенных в табл. 4, следует, что наибольшей потенциальной способностью к сорбции Т-2 токсина обладают минеральные сорбенты (образцы 3, 4), содержащие повышенные концентрации клиноптилолитов, монтмориллонитов и кристобалита в определенных соотношениях. Эти же сорбенты, взятые в соотношении 1:1, обладают высокой потенциальной способностью к сорбции афлатоксина и зеараленона. В то же время почти все исследованные сорбенты не обладали даже потенциальной способностью (в больших дозах) к связыванию ДОН. В какой-то степени наблюдалось связывание ДОН сорбентом № 1 (табл. 1), обладающим отличным от других сорбентов составом, в частности на фоне монтмориллонита и кристобалита в составе сорбента — 45%-ного карбоната кальция. Можно предположить, что увеличение степени связывания сорбентами неполярных токсинов (Т-2, ДОН) при возрастании ввода сорбентов объясняется увеличением сорбционной способности одного из компонентов, либо сочетанием их в смеси. Усилить это свойство практически сложно. Мы изучили динамику снижения сорбционной способности к Т-2 токсину сорбентов № 3–4 при уменьшении их нормы ввода (табл. 5).

Таблица 5

Данные по эффективности сорбции выбранных сорбентов (№ 3, 4) при последовательном снижении нормы ввода

Сорбент (по табл. 1)

Исходная концентрация Т-2 токсина, мг/кг

Концентрация сорбента, %

Адсорбция, %

Десорбция, %

ПКПД, %

Сорбент № 3

0,100

100

80

19,3

64

50

57

25

43

25

30

28

22

12,5

21

33

14

Сорбент № 4

0,100

100

82

21

65

50

66

25

49,5

25

37

25

28

12,5

33

25

25

Как оказалось, при снижении нормы ввода сорбентов абсорбция Т-2 токсина уменьшается не пропорционально; более того, для сорбента № 4 (см. табл. 1) наблюдается стабилизация показателя абсорбции при снижении дозы сорбента почти в 10 раз. Таким образом, можно варьировать количество вводимого нейтрализатора токсинов в зависимости от нагрузки в кормах, ставя целью снижение уровня токсинов до безопасного. Однако, как мы ранее установили, нельзя не принимать во внимание соотношение между кормом и сорбентами. Роль сорбентов в этой ситуации не так высока, как принято представлять. В нашем случае, при конструировании нейтрализатора нового типа Неофунгистата мы обнаружили возможность усилить роль сорбента как изложено выше. Однако, в любом случае, не надо испытывать иллюзий в отношении полноты сорбции токсинов из кишечника. Необходимо иметь в виду, что у токсинов, если они находятся в свободном виде всегда есть две основные мишени — желудочно-кишечный тракт и печень. Что касается ситуации с микробиотой кишечника, необходимо помнить, что все известные токсины являются «вторичными метаболитами» грибов, актиномицетов, бактерий и образуются в условиях замедления роста этих микроорганизмов. В случае получения зерновых и их хранения мы наблюдаем рост (поверхностный) биомассы гриба, а затем его споруляцию. В фазе, предшествующей споруляции образуется целый ряд «вторичных» субстанций, в том числе пигменты, антибиотики, токсины. Концепция «вторичного синтеза» предполагает в виде одного из механизмов накопление этих соединений в клетке в качестве углеродного резерва, который может быть использован в условиях голодания, в том числе при прорастании спор. Ранее нами этот процесс был изучен в отношении биосинтеза гризеофульвина культуройPen. nigricans. Известно также, что токсины в кишечнике могут быть трансформированы ферментными системами микроорганизмов. Для этого необходимо, как нам представляется, выполнить следующие условия:

– Микробиота кишечника, толстого кишечника и рубца коров должна расти с определенной скоростью, то есть проявлять высокую активность в отношении многих источников углерода, в том числе некрахмалистых полисахаридов. Нами в результате многочисленных опытов было показано, что лучше всего это достигается при использовании пищевых волокон, например, фруктоолигосахаридов (ФОС), что обеспечивает кроме того профилактику появления «отрицаттельного баланса» энергии, в том числе снятие дефицита энергии для иммунной системы.

– В кишечнике, рубце должны быть созданы условия для окисления трудноусвояемых источников углерода, в том числе токсинов. Индукция таких ферментных систем осуществляется по принципу «диауксии». Обязательным условием при этом является присутствие в кишечнике небольших количеств легкоусвояемых углеводов.

Создание вышеизложенных условий в кишечнике с целью дезактивации токсинов достигается путем введения ФОС и легкоусвояемых углеводов в состав нового нейтрализатора токсинов — Неофунгистата.

Известно, что клетки печени — гепатоциты повреждаются в результате самых различных воздействий — триглицеридов (жировой гепатоз) лекарственных препаратов и ряда субстанций, содержащихся в корме, в том числе токсинов.

Токсины ингибируют активность РНК-полимеразы, синтез белков, дестабилизируют мембрану, что в целом приводит к гибели гепатоцитов.

Анализ ферментов печени и гистология подтверждают факт глубоких нарушений функции печени у сельскохозяйственных животных и птицы. Вместе с тем имеется прямая корреляция между состоянием печени и производственными показателями. Например, снижение активности глюконеогенеза в печени коров немедленно приводит к потерям молока.

Таким образом, главная задача заключается, по-видимому, не столько в нейтрализации токсинов путем их связывания с сорбентами, что может быть проблематичным по вышеизложенным причинам, сколько разрушение (нейтрализация) токсинов в толстом кишечнике и их блокировка в отношении к гепатоцитам печени.

Заключение. Сконструированный новый нейтрализатор токсинов предусматривает активное функционирование нескольких направлений нейтрализации токсинов:

– нейтрализация части токсинов в кишечнике путем связывания с неорганическими сорбентами двух типов. Норма ввода сорбентов определяется в зависимости от типа и нагрузки токсинов в корме, зерновых, шротах, силосе;

– дезактивация токсинов в кишечнике (толстом кишечнике, рубце) при условии стимуляции роста микробиоты «незаменимыми» факторами роста;

– блокирование системы «захвата» токсинов печенью с помощью введенных в состав Неофунгистата антиоксидантов-флавоноидов. Регенерация гепатоцитов путем введения компонентов нуклеиновых кислот — нуклеозидов и нуклеотидов.

– торможение роста грибов-продуцентов токсинов и «вторичного» синтеза их метаболитов, в том числе токсинов, путем введения субстанций и пребиотиков, обладающих фунгистатической активностью при одновременном поддержании безопасной влажности корма;

– нейтрализация токсинов при введении Неофунгистата в состав регуляторного комплекса Байпас для свиней и птицы.

Последнее направление нейтрализации оказалось крайне эффективным в рационах кур-несушек и бройлеров. Использование Неофунгистата в рационах коров при норме ввода 200–300 г/гол./сут. и нагрузке токсинов на уровне МДУ и выше в кормах, зерне, силосе, сене (в особенности в весенне-летний период) резко снижает выбраковку коров и нормализует ситуацию, что подтверждает высокую эффективность продукта.

Резюме. Сконструирован новый высокоэффективный нейтрализатор токсинов Неофунгистат, который обеспечивает активное функционирование нескольких направлений нейтрализации токсинов. Наиболее значимая нейтрализация токсинов происходит при введении Неофунгистата в состав регуляторного комплекса Байпас для свиней и птицы. Использование Неофунгистата в рационах коров при норме ввода 200–300 г/гол./сут. резко снижает их выбраковку, в особенности в весенне-летний период.

Summary. The new high-effective neutralizer of toxins Neofungistat is developed. It enforces the active work of several areas of neutralization. The most significant neutralization occurs when Neofungistat is incorporated into the composition of the regulatory complex Bypass for pigs and poultry. The use of Neofungistat in cows’ diet with normal input of 200-300 grams per head per day greatly reduces the culling of cows mostly in spring and summer

Контакты

Список литературы

1. Малков М.А. Микотоксины: стратегия устранения их влияния на организм животных и птицы / М.А. Малков, В.В. Богомолов, Т.В. Данькова, К.А. Краснов. Часть I.— Ценовик — № 1. — 2012. — С. 74; Часть II. — Ценовик. — № 2. — 2012. — С. 74.

2.  Малков М.А. Какой сорбент микотоксинов предпочтительнее / М.А. Малков, В.В. Богомолов, Т.В. Данькова, К.А. Краснов. — Животноводство России. — № 1. — 2012. — С. 54.

4.  Малков М.А. Дифференциация ядер у Pen. nigricans Thom. — Микробиология. — 1968. —Т. XXXV. — Вып. 2. — С. 312.

5. Kevin Leahy, Ph.D. Inflammation energy, and milk production. — Dairy Technical, Service Specialist, Diamond publ. — 2/3 2016.


Количество показов: 1941
Автор:  М. Малков, Т. Данькова, Н. Малков, ООО «НПФ «ЭЛЕСТ»/ M. Malkov, T. Dankova, N. Malkov, LLC «SPF «Elest»
Источник:  Дайджест Сельское хозяйство. Наука и Практика. Выпуск №3
Компания:  ЭЛЕСТ

Возврат к списку


Материалы по теме:

Справочник
Токсинил Энрадин
Токсинил Энрадин