СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БИОПРЕПАРАТА ДЛЯ УСТРАНЕНИЯ МИКОТОКСИНОВ ИЗ КОРМОВОГО СЫРЬЯ И БИОПРЕПАРАТ, ПОЛУЧЕННЫЙ ЭТИМ СПОСОБОМ
METHOD OF PRODUCING BIOLOGICAL PRODUCT FOR MYCOTOXIN ELIMINATION FROM RAW FEED AND BIOLOGICAL PRODUCT PRODUCED BY SUCH METHOD

Изобретения относятся к биотехнологии, в частности созданию биопрепарата на основе протеолитического ферментного комплекса с целью устранения токсинов плесневых грибов из пищевого и кормового сырья.
Заявленные изобретения решают задачу предотвращения неблагоприятного воздействия микотоксинов на организм человека и животных при использовании зерна, шрота, продуктов их переработки в качестве пищевого компонента или кормовых добавок. В последнее время заражение зерновых культур микотоксинами стало серьезной проблемой сохранения здоровья человека и животных, а также серьезной экономической проблемой в связи со снижением качества пищевых ресурсов на стадии хранения и заболеваемостью животных при потреблении кормов, содержащих высокие уровни микотоксинов.
Наиболее доступным способом борьбы с микотоксинами и предотвращения микотоксикозов является применение специально разработанных препаратов, которые позволяют нейтрализовать действие токсинов, содержащихся в пищевом или кормовом сырье на основе зерна, растительной массы, шрота.
Известен препарат Микосорб (США), используемый в качестве добавки к кормам с целью снижения концентрации токсинов в корме и желудочно-кишечном тракте у животных и птицы. Он представляет собой сорбент на основе этерифицированных гликанов, полученных из клеток дрожжей (Feeding Time, 1989, т.7, №3, с.20).
Известен способ получения препарата, обладающего фунгистатической активностью, который избирательно сорбирует токсины из зернового, пищевого сырья и кормов, представляющего собой смесь ферментных препаратов «Протосубтилин» и «МЭК-СХ-(1-3)» (10-30%) и природных цеолитов (70-90%). Способ заключается в смешивании исходных компонентов в определенных соотношениях (RU 2278158, 2005).
Известные биопрепараты, хотя и способны сорбировать микотоксины из пищевого сырья или компонентов комбикормов, не обладают широким спектром свойств, не в полной мере обеспечивают комплексный подход к решению проблемы защиты организма и иммунитета человека и животных.
В связи с этим сохраняется потребность в поиске и разработке новых средств и биопрепаратов для устранения микотоксинов из пищевого и кормового сырья.
В результате проведенных авторами исследований и экспериментов стало очевидным, что только с помощью сорбентов проблему микотоксикозов решить трудно. При постановке специальных экспериментов удалось выяснить, что декларируемая высокая сорбционная емкость (70-90%) в системе «корм-сорбент» составляет не более 10-15% при использовании экономически целесообразной нормы ввода - 0,2%. Тем более, что в кишечнике большая часть токсинов высвобождается и попадает в кровяное русло, а затем в печень.
Для обеспечения наиболее эффективного и полного устранения микотоксинов из кормового и пищевого сырья, а также восстановления гепатоцитов печени при потреблении такого сырья, исходно содержащего микотоксины, разработана сложнокомпонентная смесь на основе сорбирующих материалов и комплекса биологически активных веществ, предотвращающих неблагоприятное воздействие на живой организм загрязненных микотоксинами кормовых и пищевых компонентов.
Кроме того, авторами было установлено, что с помощью предлагаемого биопрепарата можно добиться резкого возрастания сорбционной активности, если увеличить норму ввода до 0,5-1%.
Для этого предлагаются описываемый ниже биопрепарат и способ его получения, которые позволяют расширить функциональную предназначенность получаемого описываемым способом биопрепарата.
Таким образом, технический результат от реализации заявленных объектов - способа получения биопрепарата для устранения микотоксинов из пищевого и кормового сырья и получаемого этим способом биопрепарата заключается в повышении эффективности заявленного биопрепарата, обусловленной высокой фунгистатической активностью, повышением сорбирующей способности, а также усиленной биопротекторной функцией.
Эта задача решается описываемым способом получения биопрепарата для устранения микотоксинов из пищевого и кормового сырья, который предусматривает смешивание в соотношении 5:1 сорбента, выбранного из алюмосиликатов, и сорбента, выбранного из слоистых сорбентов, соединение полученной смеси с рибоксином, лецитином, L-карнитином, органической кислотой, выбранной из группы, включающей янтарную кислоту и пропионовую кислоту, или их солью, смесью олигофруктозы и инулина (30:70) и ферментным протеолитическим препаратом на основе культуральной жидкости бактерий Bacillus subtilis «Протосубтилином», причем смешиваемые компоненты берут в следующих количествах (г/кг получаемого препарата):
Рибоксин
15-20
Лецитин
20-30
L-карнитин
15-20
Органическая кислота - янтарная или пропионовая кислота или их соли
10-15
Смесь олигофруктозы и инулина (30:70)
30-50
Ферментный протеолитический препарат «Протосубтилин»
25-30
Сорбент, выбранный из алюмосиликатов - цеолиты или бентониты, и сорбент, выбранный из группы слоистых сорбентов - вермикулит или монтмориллонит, при соотношении соответственно 5:1
остальное
Предлагается также биопрепарат для устранения микотоксинов из кормового сырья, полученный способом, описанным выше, содержащий сорбент, выбранный из алюмосиликатов, для устранения микотоксинов из пищевого и кормового сырья, полученный способом по п.1, содержащий в соотношении 5:1 сорбент, выбранный из алюмосиликатов - цеолиты или бентониты, и сорбент, выбранный из группы слоистых сорбентов - вермикулит или монтмориллонит, рибоксин, лецитин, L-карнитин, органическую кислоту, выбранную из янтарной кислоты или пропионовой кислоты, или их соли, смесь олигофруктозы и инулина (30:70), ферментный протеолитический препарат на основе культуральной жидкости Bacillus subtilis - «Протосубтилин» при следующем содержании компонентов в г на кг готового препарата:
Рибоксин
15-20
Лецитин
20-30
L-карнитин
15-20
Органическая кислота - янтарная или пропионовая кислота или их соли
10-15
Смесь олигофруктозы и инулина (30:70)
30-50
Ферментный протеолитический препарат «Протосубтилин»
25-30
Сорбент, выбранный из алюмосиликатов - цеолиты или бентониты, и сорбент, выбранный из группы слоистых сорбентов - вермикулит или монтмориллонит, при соотношении соответственно 5:1
остальное
При разработке заявляемого препарата исходили из предположения, что если в составе препарата помимо сорбентов будут субстанции, защищающие гепатоциты печени, а также стимулирующие обменные реакции в гепатоцитах и их восстановление, эффект нейтрализации токсинов должен быть значительно выше. При этом механизм действия этих субстанций должен быть различным.
В результате были подобраны компоненты заявленного биопрепарата, влияющие на утилизацию микотоксинов в организме животного или человека, позволяющие максимально обезопасить потребление зараженного сырья, нейтрализовать их вредное воздействие. Были изучены следующие субстанции:
- Рибоксин (инозин) - нуклеозид, участвующий в синтезе нуклеиновых кислот и обладающий антигипоксантным действием.
- Лецитин важен для профилактики и лечения гепатозов печени.
- L-карнитин введен дополнительно к лецитину, поскольку он является крайне эффективным средством для быстрой утилизации жирных кислот и, следовательно, обеспечивает освобождение гепатоцитов от жировых накоплений.
- Янтарная кислота, пропионовая кислота и их соли являются субстанциями, определяющими уровень глюкозы в крови путем усиления активности глюконеогенеза в печени.
- Олигосахара - олигофруктоза и инулин (полисахариды фруктозы) обладают способностью сорбировать токсины, тяжелые металлы из желудочно-кишечного тракта. Кроме того, инулин (частично) разрушается микроорганизмами в кишечнике до короткоцепочечных жирных кислот, которые также оказывают положительное действие на детоксицирующую активность печени.
Используемые в препарате соотношения компонентов и их количественное содержание обеспечивают наилучший эффект устранения микотоксинов и наиболее эффективное нейтрализующее воздействие на организм. Только при указанных соотношениях обеспечивается комплексный эффект устранения токсинов, повышения иммунитета и фунгистатического действия препарата. Важным свойством получаемого биопрепарата является его способность проявлять свои свойства и в кислой, и в щелочной среде, т.е. в желудке и кишечнике.
Способ получения заявляемого биопрепарата осуществляется следующим образом.
В аппарате с мешалкой смешивают сорбент, представляющий собой цеолит или бентонит, и сорбент, представляющий собой вермикулит или монтмориллонит. Соотношение масс смешиваемых сорбентов 5:1 соответственно. В это время в другом аппарате смешивают рибоксин (30 г), L-карнитин (20 г), соль органической кислоты - сукцинат натрия (15 г), олигофруктозу в смеси с инулином (30:70) (50 г), «Протосубтилин» (30 г) и тщательно перемешивают. Полученную смесь добавляют к смеси сорбентов (835 г). Получают препарат, в котором указанные количества компонентов соответствуют 1 кг готового продукта.
Полученный таким образом препарат, названный авторами Фунгистат-ГПК, содержащий вышеперечисленные компоненты, был исследован на фунгистатические свойства и испытан в различных хозяйствах на птице, свиньях, коровах, рыбе и при этом получены следующие результаты.
Был введен в корма в количестве 0,5-1,0% и торфогрунты в количестве 0,3-1%. Специальные испытания кормов на количество колоний грибов до введения препарата «Фунгистат» и после (4 суток) показали снижение фона на 40%. Исследования на наличие токсинов в сырье, зараженном грибами, после введения препарата «Фунгистат» показали отсутствие токсинов.
Вышеизложенное подтверждается следующими примерами.
Пример 1
В эксперимент взято сырье для приготовления корма - шрот подсолнечника, обсемененный плесневыми грибами и имеющий положительную пробу на наличие токсинов. На 100 кг шрота вводят 1% (1 кг) препарата «Фунгистат-ГПК» или соответственно препарата «Фунгистат», содержащего сухую биомассу Bac.subtilis и Bac.licheniformis, т.е. ферментные препараты «Протосубтилин» и МЭК-СХ-3 в количестве 30%, а также цеолиты в количестве 70%. Каждую смесь тщательно перемешали в смесителе (двувальный смеситель компании «Темп»). После перемешивания и выдержки в течение 4 дней взята средняя проба шрота.
Как видно из таблицы 1, после обработки шрота препаратом «Фунгистат» количество колоний грибов снизилось на 60%, а после обработки препаратом «Фунгистат-ГПК» количество колоний снизилось на 82%, токсины в пробах не обнаружены.
Таблица 1
Показатели качества шрота подсолнечника до и после обработки препаратами «Фунгистат» и «Фунгистат-ГПК»
Показатели
Контроль (без обработки)
Препарат «Фунгистат»
Препарат «Фунгистат-ГПК»
Опыт после обработки
Опыт после обработки
Количество колоний грибов
100%
40%
18%
Токсины
обнаружены
не обнаружены
не обнаружены
Пример 2
Опыт проводили на бройлерах кросса Хаббард с суточного до 38-дневного возраста. В период опыта учитывали основные зоотехнические показатели - живую массу, сохранность поголовья, потребление и затраты корма на 1 гол./день и на 1 кг прироста живой массы и ряд биохимических показателей. Схема проведения опыта представлена в таблице 2.
Таблица 2
Схема опыта
Группа
Особенности кормления
1 - контрольная
ПК (полнорационный корм), сбалансированный по питательности без добавки «Фунгистат-ГПК»
2 - опытная
ПК, сбалансированный по питательности с содержащий «Фунгистат-ГПК» в количестве 0,2% (к корму)
«Фунгистат-ГПК» - предлагаемый нами препарат для сорбции токсинов и усиления гепатопротекторной функции печени содержал следующие компоненты (г/кг продукта):
- рибоксин (инозин) - 20 г;
- лецитин - 30 г;
- L-карнитин - 20 г;
- янтарная кислота, Na соль - 15 г;
- олигофруктоза и инулин в соотношении 30:70 - 50 г;
- протосубтилин - 30 г;
- бентониты (глина) - сорбент 1 - 695 г;
- вермикулит - сорбент 2 - 140 г, при соотношении сорбентов 1 и 2 как 5:1.
Основные показатели применения препарата «Фунгистат-ГПК» на бройлерах представлены в таблице 3.
Таблица 3
Основные результаты опыта на бройлерах
Показатели
Группы
1 - контрольная
2 - опытная (с «Фунгистатом-ГПК»)
Живая масса, г
28 дн
1160,88±39,9
1188,89±25,08
38дн
Петушки
2107,86±18,8
2112,5±17,1
Курочки
Средняя масса, г
1895,81
1930,9±15,81
Среднесуточный прирост, г
50,1
51,05
Затраты корма на 1 гол. в день, г
85,608
85,07
Затраты корма на 1 кг прироста, кг
1,709
1,666
Сохранность поголовья, %
91,69
100
Средняя масса печени, г
61,33
65,73
Содержание двойных связей (Д<sup>х</sup>×10<sup>4</sup> моль/г)
2,87
4,65
Содержание витаминов, мкг/г
Витамин А
205,18
220,4
Витамин Е
19,48
21,5
Из данных таблицы 3 видно, что использование «Фунгистата-ГПК» на сбалансированных кормах способствовало повышению живой массы бройлеров на 1,85%, что в свою очередь приводило к снижению затрат кормов на прирост на 2,52%. Существенно (на 8,31%) повысилась и сохранность поголовья в опытной группе.
Пример 3
Опыты проведены на откормочном комплексе, на поросятах-отъемышах. В опыт взяты поросята-отъемыши весом до 12 кг. Схема проведения опыта приведена в таблице 4.
Таблица 4
Схема опыта
Группа
Особенности кормления
1 - контрольная
ПК (полнорационный корм) сбалансированный по питательности без добавки «Фунгистат-ГПК»
2 - опытная
ПК (полнорационный корм) сбалансированный по питательности с введением добавки «Фунгистат-ГПК» (0,5%) к корму
В процессе опыта (100 дней) учитывали живую массу (каждый месяц), среднесуточные приросты массы, потребление корма (коэффициент конверсии), сохранность поголовья.
«Фунгистат-ГПК» - препарат, предлагаемый нами для сорбции токсинов и усиления гепатопротекторной функции печени, содержал следующие компоненты (г/кг продукта):
- рибоксин (инозин) - 15 г;
- лецитин - 20 г;
- L-карнитин - 15 г;
- пропионат кальция (соль пропионовой кислоты) - 10 г;
- олигофруктоза+инулин (30:70) - 40 г;
- протосубтилин - 25 г;
- бентониты (глина) - сорбент 1 - 730 г;
- вермикулит - сорбент 2 - 146 г,
при соотношении сорбентов 1 и 2 как 5:1.
Основные результаты представлены в таблице 5.
Таблица 5
Основные результаты опыта на поросятах-отъемышах
Показатели
Группы
1 - контрольная
2 - опытная (с «Фунгистатом-ГПК»)
Живая масса, кг
1-й месяц
30,2
31,5
2-й месяц
59,8
61,2
3-й месяц
93,4
95,6
Убойная масса, кг
98,5
99,4
Среднесуточный прирост, г
565
571
Коэффициент конверсии корма
2,31
2,29
Как можно видеть из данных таблицы 5, опытный вариант с включением препарата «Фунгистат-ГПК» на основе предложенной композиции обеспечил более высокие зоотехнические показатели у свиней на откорме.
Пример 4. Опыты проводили с коровами в раздойном периоде по следующей схеме (таблица 6).
Таблица 6
Схема опыта
Группа
Особенности кормления
1 - контрольная (100 голов в раздое)
ПК (полнорационный корм) сбалансированный по питательности+силос.В корме отсутствуют нейтрализаторы токсинов, в том числе «Фунгистат-ГПК»
2 - опытная (100 голов в раздое)
ПК (полнорационный корм) сбалансированный по питательности+силос.В состав корма включен предложенный нами препарат «Фунгистат-ГПК» в количестве 0,3 (к объему корма)
В процессе опыта длительностью 3 месяца (от отела) учитывали следующие показатели: выбраковку коров, молочную продуктивность, содержание в молоке жира, белка, оплодотворяемость. «Фунгистат-ГПК» - препарат, предлагаемый нами для сорбции токсинов и повышения детоксицирующей функции печени, содержал следующие компоненты:
- рибоксин (инозин) - 18 г;
- лецитин - 25 г;
- L-карнитин - 17 г;
- янтарная кислота - 12 г;
- олигофруктоза и инулин (30:70) - 40 г;
- протосубтилин - 27 г;
- алюмосиликаты (цеолиты) - сорбент 1 - 760 г;
- монтморилонит - сорбент 2 - 152 г,
при соотношении сорбентов 1 и 2 как 5:1.
Основные зоотехнические показатели представлены в таблице 7.
Таблица 7
Основные результаты опыта
Показатели
Группы
1 - контрольная
2 - опытная
Молочная продуктивность (по месяцам лактации) л/день
1-й месяц
27
28
2-й месяц
31
33
3-й месяц
33
35
Выбраковка по заболеваемости гол./мес
11
8
Жир, %
3,65
3,8
Белок, %
2,8
2,95
Стельность на 90 дней (на 10 голов)
85
89
Как видно из результатов опыта, группа коров, получающая предлагаемый препарат «Фунгистат-ГПК», имела более высокие зоотехнические показатели по сравнению с контролем, что обеспечило значительный экономический эффект.
Полученные результаты при использовании препарата «Фунгистат-ГПК» в кормах для сельскохозяйственных животных и птицы подтверждают предположение о синергидном эффекте действия в организме сорбентов различной природы и биологически активных веществ (гепатопротекторный комплекс). Повышение всех зоотехнических показателей свидетельствует об эффективном устранении токсинов из корма. Необходимо отметить, что предложенное авторами решение затрагивает различные стороны обмена организма, регулятором которых является печень, и поэтому впервые получены оптимальные уровни самых различных параметров - синтез белка, иммунитет (сохранность), молочная продуктивность, более эффективное потребление корма, воспроизводство поголовья.