Журнал "КОМБИКОРМА" №1 2020, А. Гончаров
Новые технологии производства кормовых добавок позволяют в широких масштабах производить 1-моноглицериды, обладающие сильнейшими бактерицидными свойствами против патогенных бактерий, и использовать их для обеззараживания кормов и улучшения работы ЖКТ животных и птицы.
Как известно, антибиотики, применяемые в течение 5–7 дней, накапливаются в мясе и внутренних органах животного, поэтому за 15 дней до убоя их следует исключить из рациона. В последние годы доказано, что антибиотики сегодня малоэффективны, так как за долгое время их использования бактерии стали устойчивы. Особенно опасны патогенные бактерии. Все большее число стран вводят более строгие правила, касающиеся использования антибиотиков. Это ставит перед фармацевтической промышленностью задачу по разработке новых, альтернативных антибиотиков, препаратов для лечения и профилактики кишечных инфекций.
Передовые хозяйства взамен антибиотиков уже применяют новые кормовые добавки — 1-моноглицериды с торговым названием САЛКОЛИтм. Они не только обеспечивают повышение сохранности птицы, прироста живой массы и улучшение конверсии корма, но также способствуют нормализации микрофлоры желудочно-кишечного тракта (ЖКТ), оставаясь при этом безопасными для здоровья людей. Специфические свойства данных препаратов дают возможность использовать их в лечении и профилактике кишечных инфекций сельскохозяйственных животных и птицы, снижают потребность в антибиотиках и повышают эффективность производства и рентабельность предприятий.
Новое поколение препаратов — это производные 1-моноглицеридов жирной кислоты, этерифицированной с молекулой глицерина в альфа- или гамма-положении (крайние гидроксильные группы глицерина). Данные препараты производятся с использованием новейших технологий. В зависимости от типа используемой в синтезе 1-моноглицерида жирной кислоты можно получить препарат с различными специфическими антибактериальными свойства. 1-Моноглицериды проявляют разную активность против разных патогенных бактерий в зависимости от того, какая длина цепочки у присоединившейся молекулы жирной кислоты.
Активность старого поколения кормовых добавок на основе органических кислот зависит от уровня рН среды (Skrivanova и др., 2005), а это означает, что они эффективны только при низком значении рН. Поэтому в ЖКТ проблемы возникают в нижнем отделе кишечника, где pH выше, что делает кишечник более склонным к колонизации патогенными микроорганизмами. Действительно, при более высоком уровне рН среды органические кислоты диссоциируют (если рН среды выше, чем рН кислот), они становятся отрицательно заряженными, теряют свой липофильный характер и, следовательно, антимикробное действие. Кроме того, чистые органические кислоты вызывают коррозию металлов и имеют неприятный запах. Выявлено конкретное химическое поведение 1-моноглицеридов: это гидродиспергируемые, самоэмульгирующие соединения. Тот факт, что молекулы 1-моноглицеридов являются гидро- и липофильными, можно рассматривать как преимущество.
Глицериды существуют в трех различных структурах: в виде моно-, ди- и триглицеридов, в результате чего жирные кислоты связываются с молекулой глицерина (C3H8O3). Для успешной борьбы с грамотрицательными патогенными бактериями нужны новые молекулы 1-моноглицерида, которые связывают молекулу глицерина с самыми эффективными короткоцепочечными кислотами — масляной и пропионовой. Соединение глицерина с масляной кислотой называется монобутират, а соединение с пропионовой кислотой — монопропионат. Известно, что 1-моноглицериды короткоцепочечных жирных кислот имеют очень высокую активность против грамотрицательных патогенных бактерий, а входящие в состав 1-моноглицеридов 1-монобутират и 1-монопропионат в десятки раз превышают эффективность органических кислот в чистом виде или их обычных солей с ионной связью против таких бактерий, как E. coli, Salmonella, Clostridia, а также плесеней, грибов и т.д. Молекулы 1-моноглицеридов имеют ковалентную связь, поэтому эффективность их действия не зависит от уровня рН. Они не диссоциируют даже при высоком уровне рН в кишечнике, не имеют запаха, не вызывают коррозию металлов и стабильны при нагревании до температуры 160°С.
Глицерин (составная часть 1-моноглицерида) привлекателен для патогенных бактерий как питательное вещество. Когда 1-моноглицерид «встречается» с патогенной бактерией, бактерия «видит» молекулу глицерина и пропускает ее внутрь через свой канал питания (так называемый акваглицепорин). Поскольку молекула глицерина прочно связана с молекулой органической кислоты, она также проникает через акваглицепорин внутрь клетки патогенной бактерии. Таким образом используется эффект «троянского коня» — проникновение комплекса с глицерином внутрь патогенной клетки. Внутри бактерии 1-моноглицерид расщепляется на глицерин и молекулу органической кислоты. Клетка при этом пытается компенсировать появление избытка ионов водорода (H+) после распада молекулы 1-моноглицерида. Далее происходит резкое снижение уровня pH внутри клетки, патогенная бактерия теряет способность функционировать и в конечном итоге погибает.
Если у некоторых патогенных бактерий часть молекулы 1-моноглицерида, содержащая органическую кислоту, не проходит внутрь клетки, то в канале питания клетки (в акваглицепорине) 1-моноглицерид застревает как пробка. В результате бактерия прекращает питание через данный канал, переставая расти и размножаться.
Анализ результатов некоторых исследований моноглицеридов показал, что ряд добавок и препаратов на основе жирных кислот эффективен в борьбе с патогенами и вирусами (Камбара и др., 1972; Thormar и др., 1987; Бергссон и др., 2001). Имеются научные подтверждения высокой антибактериальной активности монолаурина. В частности, изучена структурная связь между 30 жирными кислотами с неразветвленной цепью и производными соединениями и их бактерицидными качествами (Антимикробные агенты и химиотерапия // Жирные кислоты и производные соединения в качестве антимикробных агентов, №7, 1972). Благодаря безопасности и эффективности использования сложных эфиров жирной кислоты как бактерицидных средств, продукты переработки масел выполняют новые функции (Противомикробные вещества, получаемые из жирных кислот // Американское общество нефтехимиков, Д. Кабара, №2, 1984).
Препарат нового поколения САЛКОЛИ™ ЛАУРИ (сухой) на основе 1-моноглицерида (1-монолаурин) характеризуется высокой эффективностью против патогенных грамположительных бактерий: стрептококков (в том числе стрептококков свиней), стафилококков, энтерококков, клостридий, хламидий (в том числе свиней) и вирусов (болезнь Ньюкасла, инфекционный бронхит, респираторнорепродуктивный синдром свиней «синее ухо», герпес, грипп и др.). Эффективность препарата в десятки раз превышает эффективность органических кислот в чистом виде или их обычных солей с ионной связью. 1-монолаурин состоит из крепко (ковалентно) соединенных между собой молекулы глицерина и молекулы лауриновой кислоты посредством крайней гидроксильной группы молекулы глицерина, что позволяет этому соединению из двух молекул принимать линейную форму при движении в жидкости. Молекула глицерина при этом идет впереди, так как она меньше по размеру, чем молекула лауриновой кислоты. Эта новая молекула эффективно работает против патогенных грамположительных бактерий в кормовом сырье (зерно, шрот, мясокостная мука и т.д.), в комбикорме, в желудочно-кишечном тракте и в целом в организме животных и птицы.
1-монолаурин в природе встречается в материнском молоке у женщин и в небольшом количестве в кокосовом масле. Уникальные антибактериальные, противовирусные и противогрибковые свойства 1-монолаурина широко используются в мире в лекарственных препаратах против грамположительных патогенных бактерий, предназначенных в том числе для людей, для защиты от заражения патогенными бактериями и для лечения некоторых заболеваний человека (в том числе СПИД), а также в борьбе с такими вирусными инфекциями, как хламидии, герпес, грипп, корь, хеликобактерии, вибрион и другие.
Структура 1-монолаурина схожа с фосфолипидной оболочкой защитных стенок грамположительных бактерий и липидной оболочкой вирусов, поэтому, сближаясь с грамположительными патогенными бактериями и вирусами, он может взаимодействовать с их мембранами и нарушать их целостность. При этом снижается устойчивость защитной оболочки патогенных бактерий и вирусов с фосфолипидной структурой.
При низкой дозировке 1-монолаурин частично нарушает структуру клеточной стенки патогенной бактерии и может повышать чувствительность микроорганизмов к действию антибиотиков, снижая их дозировку. При достаточной дозировке 1-монолаурин приводит к выраженному повреждению мембраны патогенной бактерии, что вызывает утрату ее жизнеспособности.
Эффективность моноглицерида и органических кислот против грамположительных бактерий
1-моноглицериды не расщепляются в печени эстеразой, так как в жидкости молекула 1-моноглицерида принимает линейную форму в виде карандаша. Эстераза в печени улавливает и расщепляет более крупные формы соединений, например 2-моноглицерид, который движется в жидкости в виде буквы «Т». 1-моноглицерин, имея линейную форму в жидкости, легко попадает в лимфатическую и кровеносную системы и там циркулирует. Из кровяного потока, проходя через плотные соединения, он попадает на слизистую оболочку и ворсинки кишечника, где обычно концентрируются патогенные бактерии, и воздействует на них.
Поскольку 1-моноглицерин циркулирует в кровеносной системе, он также поступает в молоко животных и яйца птицы, поэтому потомство рождается с высоким потенциалом для быстрого роста. Например, у свиноматок на два дня сокращается сервисный период, поросята рождаются с высокой и однородной живой массой, быстрее набирают массу, улучшается их сохранность. У родительского стада птицы повышаются продуктивность, качество инкубационного яйца и суточных цыплят. У животных на откорме препарат повышает продуктивность, сохранность поголовья, снижает затраты корма и себестоимость продукции. Кроме того, увеличивается срок хранения охлажденной продукции (мяса, яиц).
1-моноглицериды, имеющие ковалентную связь, работают во всех отделах желудочно-кишечного тракта, в то время как органические кислоты и их обычные соли с ионной связью работают только в первом отделе ЖКТ (рисунок).
Многочисленные опыты показали, что моноглицериды органических кислот в 20–30 раз эффективнее в борьбе с патогенными бактериями, чем чистые органические кислоты и их обычные соли. Благодаря растворимости в воде заметно улучшается действие препарата на корм, ротовую полость, зоб, желудок и кишечник. Данные таблицы подтверждают, что 1-монолаурин в 27 раз более эффективен против грамположительных патогенных бактерий, чем чистая лауриновая кислота.
Исследования, проведенные в России в производственных условиях птицефабрики с использованием 1-моноглицеридов (в виде препарата под торговым названием САЛКОЛИ™) при выращивании бройлеров, дали следующие результаты: среднесуточный прирост живой массы в контрольной группе составил 49,8 г, в опытной — 54,5 г; конверсия корма в опытной группе была ниже на 0,9; увеличился срок хранения охлажденных тушек мяса на три дня; себестоимость полученного мяса в опытной группе оказалась на 1,9 руб/кг ниже по сравнению с контрольной группой; годовая прибыль на 1 голову в опытной группе превысила показатель контрольной группы более чем на 4 руб.
Опыты на производственной площадке одного из российских свинокомплексов также оказались положительными. Добавление в рацион свиноматок препарата САЛКОЛИ™ S, содержащего моноглицериды, в количестве 2 кг/т корма позволило поросятам получать препарат через молоко свиноматки. Следует заметить, что 1-моноглицериды являются высокоэффективными антибактериальными соединениями, которые могут передаваться поросятам через молоко матери. В результате в 30-дневном возрасте они превосходили контроль по сохранности и живой массе (на 1,5 кг). Применение препарата при выращивании свиней с нормой ввода 1,5 кг/т корма также подтвердило его эффективность: в опытной группе на 105-й день средняя убойная масса составила 100 кг, в то время как в контрольной группе на 115-й день — всего 90 кг.
Оставьте заявку, и наши специалисты проконсультируют вас по вопросам применения кормовых добавок и подберут оптимальные решения для вашего предприятия.
Заполните форму и прикрепите резюме. Наши специалисты рассмотрят вашу кандидатуру и свяжутся с вами при наличии подходящей вакансии.
Оставьте заявку, и наши специалисты свяжутся с вами для уточнения деталей и подготовки предложения.