ДОБАВКА, СОДЕРЖАЩАЯ БАЙКАЛИН, В ЧАСТНОСТИ ИЗ ЭКСТРАКТА SCUTELLARIA BAICALENSIS, И КОРМ ДЛЯ ЖИВОТНЫХ, СОДЕРЖАЩИЙ ТАКУЮ ДОБАВКУ
ADDITIVE CONTAINING BAICALIN, IN PARTICULAR FROM SCUTELLARIA BAICALENSIS EXTRACT, AND ANIMAL FODDER CONTAINING SUCH ADDITIVE

Область изобретения
Область настоящего изобретения охватывает кормовые добавки и корм для сельскохозяйственных животных. В частности, настоящее изобретение касается растительных экстрактов для поддержания и увеличения продуктивности сельскохозяйственных животных в неблагоприятных условиях.
Неблагоприятные условия вызывают стресс и коррелируют с физиологическими и поведенческими изменениями, которые делают сельскохозяйственных животных восприимчивыми к заболеваниям. Такие стрессовые условия оказывают еще более отрицательное влияние на их состояние. Одним из последствий является снижение продуктивности таких ослабленных животных, которая может быть продуктивностью по молоку, яйцам, мясу или любому другому продукту. Фазы дискомфорта и стресса также характеризуются продуктивностью ниже генетического потенциала животных.
Использовались средства для улучшения показателей, которые включались в корм, в частности, антибиотики, предназначенные, например, у жвачных животных, для управления ферментацией в рубце путем отбора только полезных бактерий.
Такие средства для улучшения показателей на основе антибиотиков также стимулируют продуктивность сельскохозяйственных животных путем снижения воспаления (Niewold, 2007). Действительно, воспалительные явления снижают производство мяса, молока и яиц (Klasing et al., 1997; Trevisi et al., 2010) в ситуациях дискомфорта или стресса, таких как роды, отъем детенышей, тепловые или изменения в окружающей среде, неадаптированные условия и т.д.
Кроме того, использование антибиотиков фермерами следует за возникновением ситуаций дискомфорта или стресса.
Такие средства для улучшения показателей на основе антибиотиков несут потенциальные риски для здоровья населения вследствие развития резистентности у бактерий и вызывают отторжение у некоторых потребителей.
Огромное количество растительных экстрактов демонстрируют противовоспалительные и антиоксидантные эффекты (Kim et al., 2004; Rice-Evans et al., 1996). Они представляют собой природные альтернативы пищевым добавкам, способные одновременно воздействовать на самочувствие сельскохозяйственных животных и поддерживать их продуктивность независимо от условий содержания. Такие растительные экстракты могут быть включены в корм для животных, пищевые добавки или в их питьевую воду.
Известный уровень техники
В патентной заявке CN 102805271 раскрывается антистрессовая, противодиарейная, способствующая росту кормовая добавка для поросят-отъемышей, полученная методами китайской медицины на основе растительных трав. Эту добавку получают путем смешения тонкоизмельченных Astragalus mongholicus, Scutellaria baicalensis, солода, солодки (liquorish), кодонопсиса мелковорсистого (dang shen), Poria cocos и корневища Atractylode. В соответствии с китайской травяной медициной, добавка по настоящему изобретению может увеличивать показатели роста поросят-отъемышей, добавка обладает противодиарейным действием; может быть улучшено развитие желудочно-кишечного тракта поросят-отъемышей; активность пищеварительных ферментов желудочно-кишечного тракта может быть улучшена для поддержания развития системы пищеварительных ферментов свиней; может регулироваться и стабилизироваться микросреда пищеварительного тракта свиней для ускорения роста свиней; антиоксидантная функция организма поросят-отъемышей может быть улучшена для укрепления компенсирующей способности свиней при воздействии внешнего облучения (environmental irradiation); улучшается форма слизистой оболочки кишечника во избежание коллапса ворсинок кишечника и для усиления восстановления кишечного тракта; и может регулироваться иммунологическая функция слизистой оболочки кишечника поросят-отъемышей.
В патентной заявке CN 103315145 раскрыт корм для поросят-отъемышей, включающий добавку, состоящую из ямса китайского, периллы нанкинской (purple perilla), Scutellaria baicalensis (шлемника байкальского), сафлора красильного (dafflower), Houttuynia cordata (хауттюйнии сердцевидной), Leonurus (пустырника), Radix dichroa (дихрои противолихорадочной) и солодки. Корм для поросят может служить источником основных питательных веществ после отъема поросят. В то же время рост и иммунитет поросят могут быть усилены за счет введения добавки.
В патентной заявке CN 101816382 раскрыта кормовая добавка и ее использование для повышения сопротивляемости заболеваниям и увеличения яйценоскости. Эта добавка содержит смесь растительных экстрактов, известных в традиционной китайской медицине, включая экстракт Scutellaria baicalensis.
В патентнаой заявке CN 101971933 раскрыта пренатальная пищевая добавка и послеродовая пищевая добавка, содержащие смесь разных растений традиционной китайской медицины, таких как Scutellaria. Эти две добавки дают коровам до и после отела. Эти перинатальные добавки способствуют повышению послеродового иммунитета, улучшению их состояния здоровья и их молочной продуктивности.
Scutellaria baicalensis (шлемник байкальский) является азиатским растением. Его экстракты, в частности, содержат два активных компонента, относящихся к флавоноидам: байкалин и байкалеин. Последний демонстрирует противовоспалительное действие (Chou et al., 2003; Hsieh et al., 2007) и антивирусное действие.
Цитируемая непатентная литература:
- Ballou, М.А., Immune responses of Holstein and Jersey calves during the pre-weaning and immediate post-weaning periods when fed varying planes of milk replacer, J. Dairy Sci, 2012; 95(12): 7319-30;
- Chou, T.-C., Chang, L.-P., Li, C.-Y., Wong, C.-S., & Yang, S.-P. (2003). The Anti-inflammatory and Analgesic Effects of Baicalin in Carrageenan-Evoked Thermal Hyperalagesia;
- Anesthesia & Analgesia, 1724-1729.doi:10.1213/01.ANE.0000087066.71572.3F;
- Farney, J.K., Mamedova, L.K., Coetzee, J.F., Minton, J.E., Hollis, L.C., Bradford, B.J., Sodium salicylate treatment in early lactation increases whole-lactation milk and milk fat yield in mature dairy cows, J. Dairy Sci, 2013; 96(12): 7709-18;
- Hsieh, C.-J., Hall, K., На, Т., Li, C., Krishnaswamy, G., & Chi, D.S. (2007). Baicalein inhibits IL-lbeta- and TNF-alpha-induced inflammatory cytokine production from human mast cells via regulation of the NF-kappaB pathway. Clinical and molecular allergy: CMA, 5, 5. doi:10.1186/1476-7961-5-5;
- Kim, H.P., Son, K.H., Chang, H.W., & Kang, S.S. (2004). Critical Review Anti-inflammatory Plant Flavonoids and Cellular Action Mechanisms. Journal of Pharmacological Sciences, 245, 229-245;
- Klasing, K.C., Korver, D.R., & Korver, I. (1997). Leukocytic Cytokines Regulate Growth Rate and Composition Following Activation of the Immune System 1. Journal of Animal Science, 75, 58-67;
- Niewold, T. a. (2007). The nonantibiotic anti-inflammatory effect of antimicrobial growth promoters, the real mode of action? A hypothesis. Poultry science, 86(4), 605-9;
- Rice-Evans, C.A., Miller, N.J., & Paganga, G. (1996). Structure-antioxidant activity relationships of flavonoids and phenolic acids. Free radical biology and medicine, 20(7), 933956;
- Sordillo, L.M., Raphael, W., Significance of metabolic stress, lipid mobilization, and inflammation on transition cow disorders, Vet Clin North Am Food Anim Pract, 2013; 29(2): 267-78;
- Trevisi, E., Zecconi, A., Bertoni, G., & Piccinini, R. (2010). Blood and milk immune and inflammatory profiles in periparturient dairy cows showing a different liver activity index. The Journal of dairy research, 77(3), 310-7. doi:10.1017/S0022029910000178.
Недостатки известного уровня техники
Решения, известные из уровня техники, являются сложными сочетаниями разных растительных экстрактов, требующих точной дозировки. Такие сочетания и их дозировки предназначены для конкретного вида на определенной стадии развития, например, только для поросят-отъемышей.
Известные решения не являются безусловно применимыми для всех продуктивных сельскохозяйственных животных.
Кроме того, эти решения включают экстракты, полученные из растительного сырья. Однако активные компоненты в составе экстрактов меняются и, в таких условиях, невозможно обеспечить постоянство эффекта. Такая изменчивость может даже вызвать неэффективность. Непостоянство свойств для разных препаратов экстрактов и смесей экстрактов является очень высоким и вызывает озабоченность касательно воспроизводимости и надежности. Кроме этого, поскольку смеси в известном уровне техники являются очень сложными, невозможно определить эффект для данного экстракта. Однако для обеспечения постоянного эффекта необходимо определить экстракт, отвечающий за требуемую биологическую активность, чтобы получить возможность дозировать один или несколько активных компонентов, характеризующих экстракт и ассоциированные эффекты, и обеспечить постоянный прием для животных, соответствующий активной дозе.
Решение, предлагаемое в настоящем изобретении
Настоящее изобретение предлагает, в самом широком понимании, устранение недостатков известного уровня техники путем предложения пищевой добавки для повышения продуктивности сельскохозяйственных животных в состоянии стресса, содержащей байкалин и/или байкалеин в растворенный в носителе. Изобретение может также включать производные байкалина и байкалеина.
Предпочтительно, байкалин и/или байкалеин получают из экстракта Scutellaria baicalensis.
Неожиданно было обнаружено, что экстракты, в частности корня Scutellaria baicalensis, включенные в корм продуктивных сельскохозяйственных животных, повышают их продуктивность и устраняют расстройства, вызванные стрессовыми ситуациями, без использования какого-либо типа медикаментозного лечения, в частности, антибиотиков. Экстракт корня Scutellaria baicalensis содержит, в частности, активные компоненты байкалин и байкалеин. Эти молекулы могут быть отслежены в процессе производства добавок и корма в соответствии с изобретением. Это позволяет осуществлять очень точный контроль доз, вводимых и поглощаемых животным с кормом.
В соответствии с другим способом, байкалин и/или байкалеин получают путем химического синтеза.
Байкалин и/или байкалеин могут быть получены экстракцией или химическим синтезом в соответствии со способами, известными специалисту в данной области техники.
Предпочтительно, добавка содержит байкалин и байкалеин, хотя она может включать только одну из двух молекул. Предпочтительно, байкалин и/или байкалеин получают из экстракта корня Scutellaria baicalensis.
Экстракт Scutellaria baicalensis предпочтительно является экстрактом из корня растения в форме порошка, который получают методом водно-спиртовой экстракции. Экстракт Scutellaria baicalensis может находиться в сухой или жидкой форме. Экстракт содержит известное весовое количество активного компонента, включающего байкалин и/или байкалеин, обычно от 10 до 50% по массе байкалина.
Эта пищевая добавка может быть использована для всех продуктивных сельскохозяйственных животных, таких как, без ограничения, домашняя птица, кролики, жвачные, овцы, крупный рогатый скот, козы, лошади, рыба, ракообразные и свиньи. Продуктивные сельскохозяйственные животные представляют собой животных, содержащихся для производства пищевых продуктов. Добавка в соответствии с изобретением хорошо переносится всеми продуктивными сельскохозяйственными животными, с хорошей безопасностью для этих видов.
Пищевая добавка содержит байкалин и/или байкалеин, растворенный в носителе. Байкалин и/или байкалеин дают животным в дозе, составляющей от 0,1 до 20 мг на кг живого веса в день. Предпочтительно, доза байкалина и/или байкалеина составляет от 0,1 до 10 мг/кг живого веса в день, более предпочтительно - от 0,1 до 5 мг/кг и еще более предпочтительно - от 0,1 до 2 мг/кг живого веса в день.
Добавку получают путем разбавления сухого экстракта Scutellaria baicalensis в носителе, причем указанный носитель может быть жидким, если он предназначен для питьевого продукта, или же указанный носитель может быть твердым, если он предназначен для твердого кормового продукта. Если конечным назначением является смешивание с питьевой водой, предназначенной для продуктивных сельскохозяйственных животных, то разбавляющим носителем может быть вода или смесь воды и минеральных солей, и/или микроэлементов, или любой другой добавки, или растворителя, известных специалисту в данной области техники как обычно добавляемые в питьевую воду. Если конечным назначением является твердый корм, то носитель может содержать зерно или смесь зерновых, таких как пшеница, ячмень, овес или любой другой сырьевой материал, или добавки, растворители, минеральные соли и/или микроэлементы, известные специалисту в данной области техники.
Состояние дискомфорта или стресса следует понимать как все внешние условия, оказывающие отрицательное воздействие на продуктивность продуктивных сельскохозяйственных животных. Оно включает раздражители, хорошо известные специалисту в данной области техники, оказывающие влияние на физиологию и поведение животных, такие как изменения температуры, влажности, освещения, близость других животных, роды, отъем, транспортировка, контакт с людьми, изменения обстановки и т.д., но ни в коем случае не ограниченные перечисленными.
Пищевая добавка в соответствии с изобретением стимулирует конверсию корма и/или потребление корма животными в состоянии дискомфорта и/или стресса.
Конверсия корма подразумевает собой соотношение между сухим весом даваемого корма и полученным приростом продуктивности. Подразумевается, что пищевая добавка в соответствии с изобретением повышает продуктивность продуктивных сельскохозяйственных животных путем увеличения конверсии корма, то есть при равном весе заданного корма показатели роста животного более высокие и продуктивность повышена.
Потребление корма относится к дневному рациону, потребляемому каждым животным. Подразумевается, что пищевая добавка в соответствии с изобретением стимулирует аппетит животных и, в результате, их продуктивность.
Предпочтительно, пищевую добавку применяют для стимулирования лактации у животных в состоянии дискомфорта, стимулирования несения яиц у животных в состоянии дискомфорта, стимулирования роста животных в состоянии дискомфорта, стимулирования сопротивляемости заболеваниям у животных в состоянии дискомфорта.
Пищевая добавка в соответствии с изобретением не содержит антибиотиков.
Изобретение также включает корм для животных, содержащий пищевую добавку, предназначенную для повышения продуктивности животных в состоянии дискомфорта или стресса, содержащую экстракт Scutellaria baicalensis с известной концентрацией флавоноидов или активные компоненты на основе синтетических флавоноидов, причем вышеупомянутые флавоноиды предпочтительно являются байкалином и/или байкалеином, а также их производными.
Корм может иметь форму жидкости, мягкой массы, пасты, гранул, порошков или любую другую твердую форму. Он содержит добавку на носителе, содержащую флавоноиды байкалин и/или байкалеин, предпочтительно экстракт Scutellaria baicalensis, обеспечивающий животных активным компонентом байкалином/байкалеином в количестве от 0,1 до 20 мг/кг живого веса в день.
Корм, содержащий добавку в соответствии с изобретением, может быть использован для повышения продуктивности животных в состоянии дискомфорта, для стимулирования лактации у животных в состоянии дискомфорта, для стимулирования несения яиц у животных в состоянии дискомфорта, для стимулирования роста у животных в состоянии дискомфорта или даже для стимулирования сопротивляемости заболеваниям у животных в состоянии дискомфорта.
Описание
Для того чтобы продемонстрировать эффективность добавки в соответствии с изобретением, были проведены in vivo испытания на разных видах продуктивных сельскохозяйственных животных, подвергнутых стрессу.
Фигура 1 представляет результаты, показывающие изменение среднего дневного надоя молока у коровы, получающей корм в соответствии с изобретением.
Фигура 2 показывает дозу байкалина, скармливаемого свиноматкам при проведении теста 2.
Фигура 3 показывает влияние дневной дозы байкалина на потребление корма в фазе теплового дискомфорта при проведении теста 4.
Было показано, что состояния дискомфорта, вызванные родами, являются восприимчивыми к изменению состояния здоровья и лактации (Ballou, 2012; Farney et al., 2013; Sordillo & Raphael, 2013).
Тест 1: Исследования эффекта применения корма, содержащего добавку, содержащую экстракт Scutellaria baicalensis на твердом носителе, на надои молока у дойных коров, подвергнутых стрессу
Протокол:
Испытания проводили на стаде из ста дойных коров Prim'Holstein.
24 дойные коровы, отелившиеся за этот период, были разделены на две группы по двенадцать (животных) по дате отела, показателям лактации, количеству надаиваемого молока, жирности, содержанию белка в день 305 после предыдущей лактации для повторнородящих коров, молочному индексу для первородящих коров.
Рацион из кукурузного силоса был идентичным в обеих группах, за исключением добавления добавки в соответствии с изобретением, содержащей 10% экстракта Scutellaria baicalensis на носителе из карбоната кальция. Эта добавка была включена в количестве 0,5% в используемый корм (17% сырого белка, 1 UFL (кормовая единица для производства молока)), даваемый в количестве 2 кг на корову в день в опытной группе. Таким образом, каждая корова получала 1 грамм в день экстракта Scutellaria baicalensis, то есть 333 мг байкалина или 0,5 мг/кг живого веса.
Результаты (воздействия) на надои молока:
Надои молока значительно улучшились за два месяца наблюдения. Эффект экстракта Scutellaria baicalensis на лактацию наблюдается после первого месяца (фаза 2 на фигуре 1). Фигура 1 показывает улучшение среднего суточного надоя молока у коров, получающих корм с добавкой экстракта Scutellaria baicalensis в соответствии с изобретением по сравнению с коровами в контрольной группе. В таблице 1 указаны средние значения надоев молока от коров в зависимости от их корма. Надои молока значительно выше в группе коров, получающих корм с добавкой Scutellaria baicalensis.
Тест 2: Исследования эффекта корма для производства молока, содержащего экстракт Scutellaria baicalensis, на лактацию свиноматок
В отличие от дойных коров, у которых надои молока могут быть измерены непосредственно, продуцирование молока у свиноматок определяется непрямыми методами и измеряется по привесу поросят, выкармливаемых матками (ADWG - среднесуточный привес в граммах).
Протокол:
55 свиноматок были разделены на две группы. Корм (характеристики приведены в Таблице 2) распределяли на протяжении всего периода лактации свиноматок. Добавка Scutellaria baicalensis состоит из экстракта Scutellaria baicalensis, включенного в количестве 1,5% на носителе. Тестируемый корм содержал 150 мг экстракта Scutellaria baicalensis на кг, то есть 50 мг байкалина на кг корма. Корм давали свиноматкам, начиная за три дня до опороса и до отъема поросят (21 день после родов). В испытания были включены 632 поросенка.
Потребление корма для каждой свиноматки регистрируется и используется для расчета суточной дозы, принимаемой с пищей, на кг живого веса в день на протяжении испытаний. Эта суточная доза представлена на Фигуре 2.
Результаты теста 2:
Испытуемый корм не отличается от контрольного корма, за исключением включения добавки в соответствии с изобретением, содержащей экстракт Scutellaria baicalensis.
Вес поросят в обеих группах при рождении был идентичным.
В Таблице 3 ниже представлены эффекты экстракта Scutellaria baicalensis на продуцирование молока у свиноматок, оцениваемое по росту выкармливаемых поросят (ADWG - среднесуточный привес в граммах вскармливаемых поросят). Вес при отъеме и ADWG значительно выше для поросят, вскармливаемых свиноматкой, получавшей корм с добавкой Scutellaria baicalensis.
Вес поросят показывает более быстрый рост у поросят, матки которых получали корм, содержащий экстракт Scutellaria baicalensis. Это показывает, что продуцирование молока у свиноматок стимулируется экстрактом Scutellaria baicalensis.
Тест 3: Исследования эффекта применения корма, содержащего добавку с экстрактом Scutellaria baicalensis на твердом носителе, на потребление корма кур-несушек, подвергнутых тепловому стрессу
Протокол:
72 курицы-несушки Isabrown в возрасте тридцати недель в начале теста были разделены на три группы по двенадцать клеток в каждой, содержащих по две курицы. Испытания проводили до достижения курами возраста 38 недель.
Группа 1 получала контрольный корм. Характеристики приведены в Таблице 4.
-1
Группа 2, также называемая группой ОТС, получала контрольный корм с добавкой антибиотика, 400 ppm (млн) окситетрациклина.
Группа 3, также называемая группой SCU, получала контрольный корм с добавкой экстракта корня Scutellaria baicalensis, содержащего 6 мг байкалина/кг корма.
После трех недель раздачи экспериментального корма кур подвергали изменениям температуры. Температуру окружающей среды повышали от 22°С (тепловой комфорт) до 35°С на 5 дней. Поглощение корма, число отложенных яиц и средний вес яиц регистрировали каждую неделю и каждый день на протяжении недели высокой температуры, а также следующей недели.
Тест был разделен на три фазы: фаза до повышения температуры, фаза теплового стресса и фаза после высокотемпературного стресса.
Результаты:
Потребление в фазу до повышения температуры было идентичным во всех группах. Во время фазы теплового стресса ежедневное потребление корма на курицу составляло 50,9 г, 53,5 г и 59,7 г для контрольной, ОТС и SCU групп, соответственно. Потребление было значительно выше в группе SCU (р<0,05). В группе 3 куры-несушки SCU увеличивали свое потребление корма на 17% во время фазы теплового стресса. Показатели яйценоскости за 2 недели, включающие фазу теплового стресса и следующую неделю, составляли 85,2, 88,5 и 87,2% для кур, получавших контрольный корм, корма с добавками антибиотика и экстракта Scutellaria baicalensis, соответственно.
Тест 4: Исследования эффекта применения корма, содержащего добавку, включающую экстракт Scutellaria baicalensis на твердом носителе, на рост цыплят, подвергнутых воздействию высокой температуры
160 цыплят Ross РМ3 yellow были разделены на четыре группы по 20 клеток, по два цыпленка в каждой. Группа 1 была контрольной группой. Рецептура корма, который получали цыплята группы 1, представлена в Таблице 5. Группа 2 получала контрольный корм с добавлением добавки в соответствии с изобретением, содержащей экстракт Scutellaria baicalensis с 3 мг байкалина/кг корма. Группа 3 получала такой же корм с 6 мг байкалина/кг, и Группа 4 - с 9 мг/кг корма. Зная потребление, можно было рассчитать среднюю дозу байкалина, потребляемого на кг сырого веса (Таблица 6, Фигура 3). Экстракт Scutellaria baicalensis применялся в виде добавки, содержащей 0,5% экстракта и 99,5% пшеницы вместо пшеницы по рецептуре.
С дня 25 по день 30 цыплят подвергали искусственному повышению температуры от 22°С до 36°С с целью индуцирования теплового стресса.
Цыплят взвешивали до и после фазы теплового стресса, и их потребление корма измеряли (день 24 и день 30). Испытания продолжались до дня 30.
Результаты:
В Таблице 6 представлены результаты, полученные в четырех группах цыплят во время фазы теплового стресса (с дня 24 по день 30).
До периода стресса, вызванного высокой температурой в помещении, рост птиц, получавших два корма, был идентичным (вес в день 24 в группах не различается). Среднесуточное потребление (ADI) в группе, получавшей корм, содержащий экстракт Scutellaria baicalensis в количестве 0,6 мг/кг живого веса в день, был выше на 10,7%, и среднесуточный привес (ADWG) был на 17% выше во время фазы теплового стресса, чем в контрольной группе. Это приводило к лучшему росту цыплят, получавших добавку, чем у цыплят в контрольной группе. Доза байкалина 0,6 мг на кг живого веса в день является дозой, дающей наиболее интересные результаты (Фигура 3).
Тест 5: Исследования эффекта применения корма, содержащего добавку с экстрактом Scutellaria baicalensis на твердом носителе, на улучшение состояния здоровья и сопротивляемости заболеваниям у поросят, подвергнутых стрессу
-1
Поросята имели возраст 42 дня на момент начала испытаний. Были сформированы три группы: контрольная группа, группа, получавшая такой же корм с добавкой 100 ppm (млн) антибиотика (тилозина), и, наконец, последняя группа, получавшая корм с добавкой 100 ppm экстракта Scutellaria baicalensis, то есть 30 ppm байкалина на кг корма. Регистрировались заболевания, а также лечение, проводимое в каждой группе. Результаты представлены в Таблице 7.
Свиньи, получавшие лечение, по заболеваниям
Значительное снижение заболеваемости наблюдается в группе, получавшей в корме добавку, содержащую экстракт Scutellaria baicalensis в соответствии с изобретением, и также наблюдается уменьшение числа случаев лечения. Приведенная типология симптомов указывает на неспецифическое общее улучшение состояния здоровья вследствие улучшений, касающихся проблем пищеварения и проблем дыхательной системы.