Способ получения комплексной биологически активной кормовой добавки для сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы с пробиотиками и лекарственными травами

Способ получения комплексной биологически активной кормовой добавки для сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы с пробиотиками и лекарственными травами

Реферат

Изобретение относится к кормопроизводству, в частности к способам приготовления биологически активных кормовых добавок для животных, птицы, рыбы, повышающих эффективность пищеварения, оказывающих разностороннее действие на животный организм, и позволяющих применять их как для лечения и профилактики желудочно-кишечных заболеваний, так и для стимуляции роста и повышения продуктивности.

Пробиотики - живые микробные кормовые добавки, которые оказывают благоприятное действие на организм животного путем улучшения кишечного микробного баланса - представляют собой важный товар на мировом рынке. Они положительно влияют на организм хозяина, способствуют восстановлению пищеварения, биологического статуса, иммунного ответа, повышают эффективность вакцинаций. Применение пробиотиков существенно уменьшает расходы на лечение заболеваний у животных, повышает продуктивность последних и улучшает качество продукции, что в итоге увеличивает рентабельность животноводческого производства.

Для получения новых биологически активных препаратов комбинируют комплексы пробиотиков с пребиотическими веществами. К прогрессивным формам препаратов нового поколения относятся сорбированные формы пробиотиков. Сорбированные пробиотики содержат бактерии, иммобилизованные на частицах твердого сорбента. За счет химических и электростатических сил взаимодействие таких форм со стенкой кишечника выше. Сорбент ускоряет дезинтоксикацию и репаративный процесс. В качестве сорбента может быть использован пребиотик.

Пребиотики - это класс препаратов для регуляции кишечной микрофлоры, который приобретает все большую популярность. Пребиотики - субстраты, стимулирующие естественную микрофлору, не перевариваются и не всасываются в желудке и тонком отделе кишечника. Попадая в толстый отдел кишечника, пребиотики используются в качестве питательной среды для нормальной микробиоты. У млекопитающих в первые дни после рождения основным пребиотическим субстратом является лактулоза, входящая в состав молока. С переходом на смешанное кормление субстратом, способствующим росту нормальной микробиоты, становятся структурные элементы растительных тканей, различные полисахариды (пектины, инулин и др.). Пищевые волокна выполняют и другие важные функции: нормализуют моторику, предотвращают запоры, адсорбируют токсины.

Эхинацея обладает иммуномодуляторными свойствами. Химический состав: все органы растения содержат полисахариды, эфирное масло (цветки до 0,5%, трава до 0,35%, корни до 0,25%). Главная составная часть эфирного масла - нециклические сесквитерпены. В корнях обнаружены гликозид эхинакозид, бетаин (0,1%), смолы (около 2%), органические кислоты (пальмитиновая, линолевая, церотиновая), а также фитостерины. Основные действующие вещества, обладающие иммуностимулирующей активностью - полисахариды. Препараты эхинацеи оказывают лечебное действие при различных патологических состояниях за счет повышения естественных защитных сил организма. Доказано стимулирующее действие эхинацеи на иммунную систему взрослых, молодняка с неустановившейся иммунной системой, и старых особей с пониженными функциями этой системы. Препараты эхинацеи используются при заболеваниях, связанных с ослаблением функционального состояния иммунной системы, вызванных хроническими воспалительными заболеваниями, воздействием химиотерапевтических препаратов, длительной терапией антибиотиками. При приеме препаратов эхинацеи в случаях нарушений обмена веществ (например, заболевания печени), воздействия различных химических соединений токсической природы, содержащихся в кормах (тяжелые металлы, пестициды, инсектициды, фунгициды), наблюдается стимуляция иммунной системы. Препараты эхинацеи демонстрируют также антибактериальные, противовирусные и противомикотические свойства. Препараты эхинацеи угнетают рост и размножение стрептококка, стафилококка, кишечной палочки, вирусов гриппа, эффективны при воспалительных заболеваниях (в том числе, гинекологические расстройства), заболеваниях верхних дыхательных путей, при различных раневых процессах (трофические язвы, остеомиелит). Полисахариды эхинацеи пурпурной повышают резистентность иммунодефицитных мышей к инфекции Candida albicans and Listeria monocytogenes. Полисахариды эхинацеи пурпурной также стимулируют цитотоксичность макрофагов в отношении опухолевых и микробных клеток.

Расторопша пятнистая используется для профилактики различных поражений и печени. Расторопша уникальна тем, что способствует очищению и образованию новых клеток печени. Препараты из расторопши повышают защитные свойства печени к инфекции и отравлениям, стимулируют образование и выведение желчи. Положительное действие растения сказывается и на печени, и на всем желудочно-кишечном тракте. Расторопшу целесообразно использовать в виде порошка, так как он работает на микроуровне, очищая клетки печени.

Основными действующими веществами расторопши являются флавоноиды и флавонолигнаны (силибин, силикристин, силидианин). Кроме того, содержатся алкалоиды, сапонины, жирное масло (до 25%), белки, витамин К, смолы, слизь, тирамин, гистамин, а также макро- и микроэлементы. Лечебными свойствами обладают листья, корни и главное - семена расторопши. В семенах содержатся жирное и эфирное масла, витамин К, смолы, слизь, тирамин, флавоноиды, а также макро- и микроэлементы. Расторопша прекрасно сочетается с различными травами, сборами и настойками для лечения тех или иных заболеваний. Расторопша пятнистая - растение, содержащее эфирные масла и флавоноиды (силибин, силикокристин, силидиамин), обладающие мощным детоксицирующим, гепатопротекторным, антиоксидантным действием, является незаменимой в восстановлении микрофлоры человека. Из расторопши получены 2 препарата: "Мариол" в виде порошка со свойствами флавоноида (силимарина), выпускаемый по РУ МЗ РФ 000554.Р.643.11.98; и "Мариол-МК" в виде масла расторопши, календулы и ромашки, выпускаемый по РУ МЗ РФ 001625.Р.643.06.2000. Основными действующими веществами масла являются эссенциальные (незаменимые) полиненасыщенные кислоты (не менее 55 г/в 100 мл), биогенные амины, фосфолипиды, токоферолы, каратиноиды, эфирные масла; витамины A, D, E, K, F. RU 22171562 C2, 27.11.2003.

Известно использование растительных экстрактов расторопши пятнистой (Silybum marianum (L.) Gaertn) и экстракта корней и травы эхинацеи пурпурной (Echinacea purpurea L.) в составе биологически активного средства, заключенного в оболочку из фосфолипидов, предназначенного для профилактики колибактериоза птиц. Средство в виде водорастворимой формы применения добавляют к корму, что позволяет повысить сопротивляемость организма птицы инфекционным заболеваниям. RU 2355410 С2, 20.05.2008.

Известен способ получения биологически активной кормовой добавки, включающий две стадии ее получения: глубинное аэробное культивирование пробиотической целлюлолитической бациллы - штамма Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, входящего в состав препарата Пробицел - добавки к кормам сельскохозяйственных животных, с получением жидкой культуры (первая стадия), и последующая твердофазная ферментация растительного сырья при затрудненном доступе кислорода (вторая стадия). Процесс осуществляют в присутствии бикарбоната натрия (NaHCO₃) для связывания ацетил-КоА и нейтрализации кислых продуктов ферментации, тем самым применяют метод метаболитной ловушки по Нейбергу для дрожжевого брожения. В качестве растительного сырья используют облепиховый, шиповниковый, подсолнечниковый щрот или жмых, отходы мукомольного производства, производства круп, RU 2346463 С2, 20.02.2009.

Ближайшим аналогом заявленного способа является способ получения пробиотической кормовой добавки Ферм КМ, которую получают путем раздельного глубинного культивирования штаммов Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В -2984, Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 и Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162 и последующего твердофазного ферментирования. Для чего полученные жидкие культуры Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984 и Bacillus ВКПМ В-4099 смешивают в соотношении 6:6:1 до объема 65 л, наносят на 200 кг стерильного свекловичного жома, который предварительно обрабатывают целлюлолитическим ферментом, растворенным в питательной среде, содержащей на 30 л воды: мелассу - 255-265 г, калий фосфорнокислый двузамещенный - 98-102 г, магний сернокислый - 25-26 г, дрожжи - 1,8-2,2 г, доводят рН до 6,0-6,5 и выдерживают 2 ч при температуре 45-50°С. После предобработки свекловичного жома к нему добавляют смесь культуральных жидкостей Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984 по 30 л на загрузку, и Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 - 5 л на загрузку, доводят рН до 7.5-8.0 и влажность замеса до 43-48%. Смесь тщательно перемешивают, расфасовывают в мешки и направляют в ферментационную камеру для проведения твердофазной ферментации в условиях ограниченного доступа кислорода при температуре 45-50°С в течение 48-50 ч. После завершения процесса твердофазной ферментации в полученную массу вносят 65 л жидкой культуры Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, содержащей не менее 5.6×10⁸ КОЕ/г, смесь тщательно перемешивают и сушат до влажности продукта 8-10%. Полученный продукт передают на двухступенчатое дробление для получения однородной массы с крупностью, соответствующей требованиям продукции комбикормовой промышленности. RU 2412612 С1, 27.02.2011.

В настоящем изобретении способ получения комплексной биологически активной кормовой добавки для сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы с пробиотиками и лекарственными травами характеризуется тем, что осуществляют раздельное глубинное культивирование штаммов Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984, Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 и Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, получение их жидких культур и последующую твердофазную ферментацию, для чего полученные жидкие культуры Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984 и Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 смешивают в соотношении 6:6:1, соответственно, до получения 65 л и наносят на предварительно подготовленный носитель для проведения твердофазной ферментации - стерильный свекловичный жом в количестве 200 кг, обработанный целлюлолитическим ферментом и обогащенный ферментолизатом кормовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, для получения которого готовят: мелассу - 255-265 г, калий фосфорнокислый двузамещенный - 98-102 г, магний сернокислый - 25-26 г, кормовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae - 3 кг и воду до 30 л, смесь стерилизуют при температуре 120°С в течение 30 мин и добавляют к носителю, в который вносят 4 л раствора целловиридина или целлюлокса F с содержанием целлюлазы не менее 2000 ед/г носителя, доводят рН до 6,0-6,5, смесь тщательно перемешивают, выдерживают 2 ч при температуре 45-50°С. Твердофазную ферментацию проводят в условиях ограниченного доступа кислорода при температуре 45-50°С, рН 7,5-8,0 и влажности замеса 43-48% в течение 48-50 ч, в полученный продукт добавляют 65 л жидкой культуры Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, содержащей не менее 5,6×10⁸ КОЕ/г, смесь тщательно перемешивают и высушивают до влажности 8-10%, после чего добавляют сухие порошки травы эхинацеи пурпурной и плодов расторопши пятнистой из расчета 20-50 г порошка эхинацеи и 20-50 г порошка расторопши на 1 кг конечного продукта, полученную смесь перемешивают в течение 0,5 ч и подвергают дроблению до получения однородной массы.

Технический результат изобретения заключается в повышении проявления профилактических свойств и увеличении спектра биологического действия за счет содержания в кормовой добавке измельченного порошка лекарственных растений - травы эхинацеи пурпурной и плодов расторопши пятнистой. Наряду с этим обеспечивается повышение продуктивности сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы, повышение сохранности поголовья, усиление метаболических процессов в организме и предотвращение микотоксикации животных.

Существенной отличительной особенностью заявленного способа является не сам факт использования пробиотических культур штаммов Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984, Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 и Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, входящих в состав пробиотической кормовой добавки Ферм KM, a обогащение носителя для проведения твердофазной ферментации ферментолизатом кормовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, приготовленным в присутствии целлюлолитических ферментов и минеральных солей, что обеспечивает дополнительное более глубокое расщепление клеточной стенки дрожжей. На конечном этапе смешивания пробиотических компонентов добавляют сухие порошки эхинацеи пурпурной и расторопши пятнистой. Полученной биологически активной кормовой добавке присвоено наименование ПроСтор.

В препарате ПроСтор содержится набор важнейших ферментов: целлюлаза, эндоглюканаза, амилаза, протеаза, липаза, органические кислоты, биологически активные вещества, витамины и аминокислоты, иммуноактивные пептиды - продукты метаболизма пробиотиков. В препарат входит специально обработанный свекловичный жом, содержащий бактерицидные фитокомпоненты свекловичного жома, терпены и трерпеноиды, фиточастицы-микросорбенты, пребиотики - пектины свеклы. Композиция обогащена полученным по специальной технологии ферментолизатом кормовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae. Комбинация маннан-олигосахаридов и бета-глюканов, входящих в клеточные стенки дрожжей, служит дополнительным пребиотиком. Фитокомпоненты эхинацеи и расторопши расширяют спектр биологического действия препарата.

Изобретение поясняется следующим примером.

Пример 1. Проводят раздельное глубинное культивирование штаммов Bacillus subtilis ВКПМ В-8130 и Bacillus subtilis ВКПМ В -2984 на питательной среде, содержащей, г/л:

меласса	24-26
глютен кукурузный	14-16
кукурузный экстракт	19-21
калий фосфорнокислый двузамещенный	1-3
натрий хлористый	9-11
магний сернокислый	0,4-0,6
вода	остальное.

Культивирование штамма Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 ведут на питательной среде, содержащей, г/л:

меласса	14-16
глютен кукурузный	9-11
кукурузный экстракт	9-11
аммоний фосфорнокислый двузамещенный	1-3
натрий хлористый	9-12
магний сернокислый	0,4-0,6
вода	остальное,

а штамма Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162 - на питательной среде, содержащей, г/л:

меласса	24-26
кукурузный экстракт	18-22
калий фосфорнокислый двузамещенный	1-3
натрий хлористый	9-11
магний сернокислый	0,4-0,6
вода	остальное,

в течение 18-24 ч.

Полученные жидкие культуры Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984 и Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 смешивают в соотношении 6:6:1, соответственно, до получения конечного объема 65 л.

В качестве носителя для твердофазной ферментации используют 200 кг свекловичного жома, который увлажняют 10 л воды. Стерилизацию носителя проводят при постоянном перемешивании и температуре 104-110°С в течение 30 мин, для чего в смеситель подают острый пар от парогенератора до достижения температуры стерилизации. Температуру теплоносителя поддерживают 120°С, по окончании процесса стерилизации устанавливают режим охлаждения носителя до 48-50°С. После чего свекловичный жом обрабатывают целлюлолитическим ферментом и одновременно обогащают дрожжевым ферментолизатом, для чего к 200 кг охлажденного носителя добавляют 30 л суспензии термически инактивированных кормовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae в растворе мелассы с минеральными солями, приготовленной следующим образом:

смешивают мелассу - 260 г (1,3 г на 1 кг носителя), К₂НРO₄ - 100 г (0,5 г на 1 кг носителя), M_g SO₄ - 26 г (0,13 г на 1 кг носителя), кормовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae - 3,0 кг и воду до 30 л, стерилизуют в ферментере при температуре 120°С в течение 30 мин и вносят в смеситель с охлажденным стерильным носителем. В 4 л воды растворяют целловиридин или целлюлокс F с содержанием целлюлазы не менее 2000 ед/г из расчета 200 г на общий объем жидкости, и вносят в смеситель. Смесь тщательно перемешивают, доводят рН смеси до 6,0, и выдерживают при температуре 45-50°С в течение 2 ч.

После проведения процесса ферментолиза полученной смеси, в нее добавляют культуральные жидкости Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984 по 30 л на загрузку, и Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 - 5 л на загрузку, доводят рН до 8,0 и влажность замеса до 45%. Смесь тщательно перемешивают, расфасовывают в мешки и направляют в ферментационную камеру для проведения твердофазной ферментации при температуре 45°С в течение 48 ч. После завершения процесса твердофазной ферментации к полученной смеси добавляют 65 л жидкой культуры Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, содержащей не менее 5.6×l0⁸ КОЕ/г, смесь тщательно перемешивают и сушат до влажности 9%. К полученному продукту добавляют сухие порошки травы эхинацеи пурпурной и плодов расторопши пятнистой из расчета 25,0 г порошка эхинацеи и 50,0 г порошка расторопши пятнистой на 1 кг конечной смеси. Высушенные продукты перемешивают в течение 0,5 ч, передают на двухступенчатое дробление для получения однородного продукта с крупностью, соответствующей требованиям продукции комбикормовой промышленности.

Полученная кормовая добавка ПроСтор используется для повышения эффективности пищеварения и предотвращения микотоксикации сельскохозяйственных животных и птицы, введением ее в кормовые рационы в дозе 1 кг/т прямым вводом в комбикорм или вводом ее в премиксы, БМВД, суперконцентраты или другие составляющие комбикорма.

Показатели живой массы тела мышей на разных рационах, представлены в таблице 1.

Таблица 1

Показатель	Опыт, рацион с препаратом ПроСтор (ферментолизат дрожжей, 5% расторопши, 2,5% эхинацеи)	Контроль 2, рацион с препаратом Ферм КМ	Контроль 1, рацион без кормовых добавок
Общая масса тела в начале опыта, г	113,2±9,4	131,5±12,1	122,5±10,5
Общая масса тела в конце опыта, г	134,3±10,8	136,6±12,1	125,6±10,4
Привес, г	21,1	5,1	3,1
Привес, %	680,6	164,5	100,0

Испытание ПроСтора, проведенное на мышах показало, что ПроСтор эффективнее Ферм КМ в рационе кормления опытных животных.

Особенности физиологии и рационов сельскохозяйственных животных учтены в рецептуре биологически активной кормовой добавки ПроСтор.

Применение для бройлеров - ежедневно начиная с 5-го дня и весь период выращивания с комбикормом, в состав которого введен 1 кг/т ПроСтор;

применение для высокопродуктивных молочных коров - периодами по месяцу до и после отела из расчета 1,5 -2,0 кг/т ПроСтор.

При откорме поросят на рационе с кормовой добавкой ПроСтор показано, что животные опытной группы по приросту живой массы тела превышали аналогичный показатель контрольных животных на 5,8%, что подтверждает биологическую эффективность препарата.

ПроСтор испытывали на курах-несушках. Кормление кур-несушек комбикормом с вводом 1 кг/т кормовой добавки ПроСтор в течение 6 месяцев позволило повысить яйценоскость на 21%, снизить эмбриональную смертность на 4%. Полученные результаты подтверждают эффективность препарата при использовании контаминированных микотоксинами кормов за счет физической структуры фитосорбента и общего заряда пектиновых веществ, которые являются полизарядной структурой и обладают высокой сорбционной способностью. Кормовая добавка обладает и защитными свойствами, что особенно важно при заражении кормов неполярными соединениями, негативно воздействующими на родительское стадо у кур-несушек, вызывающими нарушение воспроизводительной функции.

Эффективность препарата ПроСтор для рыб была показана в опыте с молодью карпа и осетровых. Препарат в количестве 2 кг на тонну комбикорма ввели в комбикорм КМ-2М для карпа и ОТ-7 для осетровых. Сеголеток содержали в аквариумах группами по 15 особей в течение месяца. Рыбы в соответствующих контрольных группах получали комбикорм без препарата. Рыбоводно-биологические показатели молоди карпа и осетровых по окончании периода экспериментального кормления по абсолютному приросту и среднесуточной скорости роста были выше в опытной группе по сравнению с контролем для карпа, соответственно, на 45% и 25%, а для осетровых - на 120% и 45%. На сохранность поголовья карпа влияния препарата не выявлено, т.к. и в опыте, и в контроле была 100% выживаемость, а в группе опытных осетровых выживаемость молоди была на 15% выше аналогичного показателя для контрольной рыбы.

Способ получения комплексной биологически активной кормовой добавки для сельскохозяйственных животных, птицы и рыбы с пробиотиками и лекарственными травами, характеризующийся тем, что осуществляют раздельное глубинное культивирование штаммов Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984, Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 и Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, получение их жидких культур и последующую твердофазную ферментацию, для чего полученные жидкие культуры Bacillus subtilis ВКПМ В-8130, Bacillus subtilis ВКПМ В-2984 и Bacillus subtilis ВКПМ В-4099 смешивают в соотношении 6:6:1, соответственно, до получения 65 л и наносят на предварительно подготовленный носитель для проведения твердофазной ферментации стерильный свекловичный жом в количестве 200 кг, обработанный целлюлолитическим ферментом и обогащенный ферментолизатом кормовых дрожжей Saccharomyces cerevisiae, для получения которого готовят: мелассу - 255-265 г, калий фосфорнокислый двузамещенный - 98-102 г, магний сернокислый - 25-26 г, кормовые дрожжи Saccharomyces cerevisiae - 3 кг и воду до 30 л, смесь стерилизуют при температуре 120°С в течение 30 мин и добавляют к носителю, в который вносят 4 л раствора целловиридина или целлюлокса F с содержанием целлюлазы не менее 2000 ед/г носителя, доводят рН до 6,0-6,5, смесь тщательно перемешивают, выдерживают 2 ч при температуре 45-50°С, и твердофазную ферментацию проводят в условиях ограниченного доступа кислорода при температуре 45-50°С, рН 7,5-8,0 и влажности замеса 43-48% в течение 48-50 ч, в полученный продукт добавляют 65 л жидкой культуры Bacillus licheniformis ВКПМ В-4162, содержащей не менее 5,6·10⁸ КОЕ/г, смесь тщательно перемешивают и высушивают до влажности 8-10%, после чего добавляют сухие порошки травы эхинацеи пурпурной и плодов расторопши пятнистой из расчета 20-50 г порошка эхинацеи и 20-50 г порошка расторопши на 1 кг конечного продукта, полученную смесь перемешивают в течение 0,5 ч и подвергают дроблению до получения однородной массы.