Новий погляд на живі дріжджі як пробіотичну добавку для свиней.

  • -

Новий погляд на живі дріжджі як пробіотичну добавку для свиней.

Геннадій Бондаренко, кандидат сільськогосподарських наук, доцент НУБіП України (Київ).

В суспільстві постійно зростає занепокоєння щодо використання антибіотиків як стимуляторів росту в тваринництві, які можуть призвести до появи нових, більш небезпечних патогенів людини і тварини, стійких до дії антимікробних препаратів. Незважаючи на недостатню кількість незалежних експериментальних даних, які б підтверджували цю теорію, в країнах Європейського Союзу впроваджено заборону на використання антибіотиків в кормах для сільськогосподарських тварин, зокрема  свиней. В США на сьогодні не існує жодних обмежень щодо використання антибіотиків в свинарстві, проте багато дослідницьких центрів проводять пошук природної альтернативи антибіотикам в тваринництві. Декілька груп кормових добавок природнього походження, таких як пробіотики, олігосахариди, фітобиітики на основі екстрактів лікарських рослин, відкривають можливості повного або часткового виключення антибіотиків з програм вирощування свиней.

Існує декілька визначень поняття пробіотиків, і загалом до них відносять живі культури мікроорганізмів, які справляють позитивний вплив на організм хазяїна через покращення мікробного балансу кишечника. Крім того, вважається, що пробіотичні добавки можуть покращувати процеси травлення, стимулюють іммунітет та природну резистентність до ентеричних захворювань.

Переважна більшість пробіотичних добавок, що традиційно застосовуються в свинарстві, відноситься до бактеріальних препаратів, основаних на використанні як  спороутворюючих мікроорганізмів (різноманітні штами Bacillus), так і висушених вегетативних клітин (штами бактерій видів Enterococci та Pediococci). 

Разом з тим, з поміж відомих пробіотиків виокремлюється окрема група пробіотичних добавок на основі дріжджів Saccharomyces Cerevisiae. Слід відзначити, що вже протягом сторіч дріжджі з успіхом застосовувались для профілактики та лікування діареї та інших шлунково-кишкових розладів у людини, а також були відоми своїм позитивним впливом на здоров’я свійських тварин.

Біологія дріжджів. 

Дріжджі належать до царства грибів і переважно знаходяться в одноклітинному стані. Це еукаріотичні  мікроорганізми, і їхні властивості повністю відрізняються від бактерій, які є прокаріотичними мікроорганізмами. Наприклад, дріжджі стійки до дії антибіотиків, сульфаніламідів та інших анти-бактеріальних препаратів. Ця стійкість є природньою та генетично-зумовленою, і не може бути модифікованою та переданою іншим мікроорганізмам. Розміри дріжджової клітини (5 х 10 мкм) значно перевищують розмір бактерій (0,5 х 5 мкм). З поміж 1500 описаних на сьогодні видів дріжджів найбільше промислове значення мають дріжджі виду Saccharomyces Cerevisiae, які, завдяки своїй властивості конвертувати цукри (глюкозу, мальтозу) в етанол та двоокис вуглецю, знаходять широке застосування в хлібопекарській,  пивній, алкогольній та етаноловій промисловостях. Адміністрація з продуктів харчування та ветеринарних препаратів США надала дріжджам Saccharomyces Cerevisiae так званий GRAS-статус (Generally Recognised as Safe, “загальновизнаний статус безпечності”).

Сфера застосування в тваринництві.

Результати наукових досліджень та практичний досвід передових підприємств переконливо свідчать про можливість та доцільність застосування живих дріжджів в якості пробіотиків для жуйних і не жуйних тварин. В залежності від типу раціону, використання Saccharomyces Cerevisiae призводить до підвищення середньодобових приростів худоби на відгодівлі в межах 7-10%, збільшення надоїв молочної худоби на 5-7%, в особливості в період ранньої лактації, покращення здоров’я тварин та виробничих показників у свинарстві, конярстві, кролівництві та навіть в індиківництві.

Незважаючи на численні задокументовані факти позитивної взаємодії дріжджів Saccharomyces Cerevisiae з організмом хазяїна, на сьогодні не існує єдиної теорії, яка б пояснювала принцип дії дріжджових пробіотиків.

Механізми дії дріжджових пробіотиків.

Серед різних можливих механізмів розрізняють ті, що спостерігають у жуйних тварин, а також механізми, які проявляються в шлунково-кишковому тракті моногастричних тварин.

У жуйних тварин ефективність дріжджів може бути пояснена стимуляцією рубцевої ферментації. Потрапивши у рубець, дріжджі швидко прикріплюються до часточок корму. Тут вони активно споживають кисень, адсорбований на поверхні волокон корму, знижуючи редокс-потенціал навколишнього мікросередовища, і таким чином стимулюють прикріплення та ріст целлюлозолітичних бактерій. Дріжджі споживають глюкозу та олігосахариди, запобігаючи надмірному синтезу молочної кислоти. Крім того, дріжджі стимулюють розвиток утилізуючих лактат бактерій Megasphaera elsdenii і Selenomonas ruminantium. Стимуляція росту і активності мікрофлори рубця призводить до підвищення швидкості перетравлення целлюлози та збільшення рівня споживання корму. В результаті, тварина засвоює більше поживних речовин і продуктивність підвищується. Ризик ацідозу знижується, а також, як вважають деякі дослідники, підвищується іммунітет тварин. Крім того, дріжджові клітини мають здатність зв¢язувати токсини на своїй поверхні, знижуючи ризик токсикозу. Такий комплексний механізм дії живих дріжджів забезпечує регуляцію мікрофлори рубця і покращує здоров¢я і продуктивність молочної та м’ясної худоби.

Що стосується моногастричних тварин, зокрема свиней, то тут дріжджі можуть розглядатися перш за все як захисний агент проти патогенних мікроорганізмів. Місцем активної дії дріжджів як пробіотика є товста кишка тварини. На сьогодні обговорується принаймі сім напрямів пробіотичної дії  живих дріжджів в організмі свиней:

  1. Покращення структури ворсинок кишечного епітелію.

В дослідах, проведених на людині та різних видах лабораторних тварин доведено, що згодовування дріжджів Saccharomyces Cerevisiae сприяє суттєвому покращенню структури ворсинок кишечного епітелію та підвищенню активності мембранних дисахаридів, до яких відносяться сахароза, лактоза та мальтоза. Вважається, що однією з причин діареї є якраз зниження активності мембранних дисахаридів. Можливим механізмом позитивного впливу тут можуть слугувати синтезовані дріжджовими клітинами мікронунтрієнти із групи поліамінів (спермін та спермідин).

  1. Анти-адгезивні властивості (бар’єрний ефект) проти патогенів.

Загально визнаним є факт, що початковим етапом розвитку бактеріальних інфекцій є прикріплення патогенних мікроорганізмів до епітеліальних клітин ворсинок кишечника. На поверхні бактерій розташовані спеціальні молекули, які забезпечують стереоскопічний контакт з фрагментами маннози стінки клітин організму тварини у спосіб, дуже подібний до взаємодії “антиген-антитіло”.

Маннани, розташовані в зовнішньому шарі стінок дріжджових клітин, дуже легко аглютинують з поверхнею бактерій, нейтралізуючи цитопатогенний ефект, і цей комплекс “патоген-дріжжі” швидко виводиться із травного тракту. Такий ефект конкурентного прикріплення лежить в основі позитивного впливу дріжджових пробіотиків на здоров’я кишечника, принаймі зменшуючи колонізацію кишечника такими патогенами як Salmonella typhimurium, E.Coli, Staphylococcus Aureus

  1. Стимуляція неспецифічного іммунітету.

В основі імуностимулюючого ефекту дріжджових пробіотиків лежать особливі властивості макромолекул глюканів, розташованих во внутрішньому шарі стінок дріжджових клітин. Механізм імуностимуляції є досить складним і пов’язаний із цілим каскадом імунологічних реакцій, викликаних активацією глюкан-рецепторів лейкоцитів та макрофагів, що проявляється, зокрема, в підвищеній секреції імуноглобулінів та стимуляції фагоцитарної функції ретикуло-ендотеліальної системи.

  1. Інактивація токсинів.

Захисна функція дріжджових пробіотиків проявляється не тільки в зв’язуванні патогенів та зменшення бактеріального навантаження кишечнику. Недавні дослідження показали, що певні штами Saccharomyces Cerevisiae продукують фермент серін-протеазу, яка здатна гідролізувати та нейтралізувати токсин А, що виділяють Clostridium Difficile. Подібні токсини прикріплюються до глікопротеїнових рецепторів ворсинок  клітин кишечного епітелію, спричиняючи зневоднення організму, та втрату електролітів через діарею.

  1. Зв’язування мікотоксинів.

Висока сорбційна здатність стінки дріжджових клітин проявляється у зв’язуванні та виведення з кишечнику деяких видів мікотоксинів, в особливості охратоксину (не менше 80%).

  1. Антагоністичний ефект проти патогенних мікроорганізмів.

Численними дослідженнями доведено, що дріжджові пробіотики на основі Saccharomyces Cerevisiae, проявляють антагоністиний ефект, тобто суттєво зменшують інтенсивність розмноження в кишечнику різних патогенних та умовно патогенних мікроорганізмів, таких як Salmonella, Shigella,  E.Coli, Candida Albicans тощо. Такі властивості дріжджів доволяють їх успішно використовувати в лікуванні особливо важких випадків діареї, викликаної довготривалим використанням антибіотиків та інтенсивним розмноженням патогенів, стійких до антибіотиків типу цефалоспорина, пеніцилліна та кліндаміцина.

  1. Підсилення ензимної активності травного тракту

Дріжджові клітини активно продукують власні ензими, які доповнюють ендогенні ензими організму свині та стимулюють їх продукцію внаслідок зменшення патогенного навантаження та збереження цілісності кишечного епітелію.

Хотілося б наголосити на ряд принципових відмінностей та переваг живих дріжджів Saccharomyces Cerevisiae  порівняно з бактеріальними пробіотиками:

  1. Стійкість до дії антибіотиків та можливість використання в програмах комбінованої терапії поряд з терапевтичними дозами антибіотиків при лікуванні гострих ентеричних захворювань. Цим пояснюється надзвичайно висока популярність дріжджових пробіотиків в США, де вони широко застосовуються з метою профілактики дисбактеріозу свиней, через постійне використання антимікробних препаратів у складі комбікормів;
  2. Значно вища стійкіть до дії шлунково-кишкових соків, жовчі та секретів підшлункової залози, внаслідок чого дріжджі набагато краще виживають по мірі проходження різними відділами травного тракту. Крім того, дріжджові пробіотики можна використовувати в кормах разом із підкислювачами;
  3. Транзитність. На відміну від більшості бактеріальних пробіотиків, дріжджі не здатні колонізувати кишечник і постійно виділяються з фекаліями, після трьох днів застосування досягається максимальний рівень концентрації дріжджових клітин в кишечнику. Бактеріальні пробіотики колонізують кишечник, прикріплюючись до мікроворсинок епітелію, що, як вважають деякі дослідники може призвести до зменшення поверхні всмоктування та погіршення засвоєння поживних речовин корму.

Чи всі дріжджові пробіотики однаково ефективні?

Усі пробіотичні продукти на основі живих дріжджів, що пропонуються сьогодні на ринку України є продуктами зарубіжних компаній із Франції, Канади та США. Є певні відмінності між продуктами різних виробників, що накладають відбиток на особливості використання у складі комбікормів та зумовлюють рівень їх ефективності в свинарстві. На які ключові показники якості слід звернути увагу при виборі дріжджових пробіотиків:

  1. Штам дріжджів, та концентрація життєздатних клітин (колонієутворюючих одиниць, КУО).

Представлені на ринку України продукти на основі живих дріжджів містять в своїй основі три різні за своєю активністю штами:

  • Saccharomyces Cerevisiae Sc 47 (10 міл’ярдів КУО/г),
  • Saccharomyces Cerevisiae Sc I-1077 (10 міл’ярдів КУО/г),
  • Saccharomyces Cerevisiae Sc 1026 (1 міл’ярд КУО/г).
  1. Стабільність продукту

Розрізняють три показника стабільності пробіотика:

  • стабільність у відкритому мішку;
  • стабільність в мінеральній суміші;
  • стабільність в гранульованому кормі (термостабільність).

Серед усіх вищезазначених продуктів найвищою термостабільністю характеризується штам Sc 47, що дозволяє використовувати його у складі гранульованих комбікормів. Всі інші продукти не витримують грануляції, а також мають обмежену стабільність у відкритому мішку і в суміші з мінеральними солями. З метою покращення стабільності, виробники пробіотиків на основі штамів Sc I-1077, Sc 1026 пропонують окрему лінійку продуктів у вигляді мікрокапсул, вкритих жировою оболонкою (30% жиру, 70% дріжджів), проте виникає питання щодо біодоступності такого пробіотика для мікрофлори рубця і кишечника.

  1. Вартість одиниці активності.

При порівнянні пропозиції за співвідношенням “ціна/якість” корисним буде визначити вартість одиниці активності продукту, наприклад вартості 1 міл’ярду КУО, і привести цей показник до вартості рекомендованої виробником добової норми споживання дріжджових клітин твариною.

Результати апробації дріжджого пробіотику на основі Saccharomyces Cerevisiae Sc47 в свинарстві.

Слід відзначити, що найбільш яскраво дріждові пробіотики проявляють свою ефективність при використанні в кількості 0,5-1,0 кг/т у складі комбікормів для лактуючих свиноматок, а також передстартерних та стартерних комбікормів. Це найбільш відповідальні ланки усього виробничого ланцюга, від успішності яких напряму залежить економічна ефективність свинарства. В численних наукових та науково-виробничих дослідах, результати яких представлені на діаграмах, вдалося досягнути достовірного покращення показників молочності свиноматок, їх кондиції в період лактації, а також збереженість та швидкість росту підсисних та відлучених поросят. 

На завершення хочеться підкреслити, що кормові добавки на основі живих дріжджів унікально поєднують в собі властивості як пробіотиків так і пребіотиків. Тому деякі дослідники відносять їх до особливої групи кормових добавок нового покоління – синбіотиків, які мають високий потенціал ефективності використання як в свинарстві, так і в молочному і м’ясному скотарстві.

 

Діаграми

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - Актисаф-для-свиноматок..jpg

 



Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - Актисаф-свиноматки-поедаемость.jpg

 

Это изображение имеет пустой атрибут alt; его имя файла - Актисаф-поросята.jpg

 


Показники продуктивності та здоров’я відлучених поросят