Научный консультант, специалист в области животноводства Скибин Сергей Владимирович

В связи с ужесточением законодательства и усилением контроля за оборотом антимикробных препаратов в странах ЕАЭС, применение антибиотиков в животноводстве будет возможно исключительно в лечебных целях. В настоящее время во всем мире усиленно ведется поиск альтернативной замены антибиотиков в животноводстве. Современные исследования зарубежных и российских ученых говорят надо не лечить, а профилактировать эти заболевания. В настоящем обзоре представленны последние разработки и перспективы альтернатив антибиотикам:

  1. Пробиотики.
  2. Эфирные масла.
  3. Органические кислоты.

Пробиотики

Пробиотики представляют собой биомассу бактерий в вегетативной или споровой форме с четко выраженной антагонистической активностью к патогенной и условно патогенной микрофлоре. Исследование «пробиотиков» ведется с начала 20-го века, основоположник и теоретик этих исследований является И. И. Мечников. В ветеринарии пробиотические культуры начали использовать в 60-х гг прошлого века (Веселухин Р.В. 1971, Owercast W. 1974), но не нашло применения в промышленности в связи с проблемами хранения, транспортировки, сложностями применения и потерей активности. Вторая жизнь пробиотиков началось в 90-х годах прошлого века (В.В. Смирнов с соавт. 1995, Abe F, Ishibashi N, Shimamura S 1995), из-за опасения, что применение антибиотиков в качестве кормовой добавки может способствовать повышению устойчивости бактерий к антибиотикам. Кроме того, принятие Европейским союзом в 2006 г полного запрета на применение антибиотиков в качестве кормовых добавок подстегнул к разработке качественной замены, которая не только обеспечивала полноценное здоровье животного, но и способствовала увеличению конверсии корма, привесов и молочной продуктивности (Steiner T 2009, Stanton, T. B. 2013, А.И. Леляк 2009, Овчарова А.Н., Петраков Е.С. 2017).

Основные функции пробиотиков в организме животных:

– защита от патогенных микроорганизмов и микотоксинов вследствие угнетения жизнедеятельности болезнетворных бактерий, вирусов и грибов, синтеза бактерицидных веществ, стимуляции защитных сил организма (иммунитет).

– участвуют в процессе переваривания пищи (белков, жиров, углеводов, в том числе сложных) и увеличение усвояемости питательных веществ;

– образование короткоцепочных жирных кислот, обеспечивающих энергией клетки эпителия кишечника и другие метаболические потребности;

– утилизация аммиака и азота (вредных продуктов разложения аминокислот);

– преобразование азота в микробный белок, участие в синтезе аминокислот в том числе незаменимых;

– синтез ферментов, витаминов и бактерицинов (антибактериальные вещества вырабатываемые бактериями).

Классификация пробиотиков:

  1. Бактериальные и небактериальные пробиотики:

Бактериальные пробиотики представленны видами Lactobacillus (Mookiah et al., 2014), Bifidobacterium (Khaksar, Golian and Kermanshahi, 2012; Pedroso et al., 2013), Bacillus (Abdelqader, Irshaid and Al-Fataftah, 2013, В.В. Смирнов  с соавт. 1995, А.И. Леляк 2006) и Enterococcus (Mountzouris etal. 2010).

Небактериальные (дрожжевые или грибковые) пробиотики включают Aspergillus oryzae (Daskiran et al., 2012; Shim et al., 2012), Candida pintolopesii (Daskiran et al., 2012), Saccharomyces bourlardii, (Rahman et al., 2013) и Saccharomyces cerevisiae (Bai et al. 2013).

  1. Спорообразующие и неспорообразующие пробиотики: к неспорообразующим относятся бактерии рода Bifidobacterium, но в настоящее время большую популярность приобрели спорообразующие бактерии, например Bacillus subtilis и Bacillus amyloliquefaciens.
  2. Поликомпонентные (комбинированные) – состоящие из различных штаммов бактерий и грибов. Примерный состав таких продуктов: Enterococcus faecium , Lactobacillus reuteri , L. Salivarius и Pediococcus acidilactici или Lactobacillus, Bacillus, Streptococcus,

Bifidobacterium и Saccharomyces

 Однокомпонентные — пробиотики содержащие один штамм микроорганизмов.

  1. Аллохтонные – пробиотики которые обычно не присутствуют в ЖКТ (например, дрожжи). Аутохтонные — микроорганизмы, обычно присутствующие в качестве коренных обитателей ЖКТ (например, лактобактерии и бифидобактерии).

Пробиотики назначаются исключительно через корм животных и их местоположение ограниченно, только  желудочно-кишечным трактом. Следовательно они не могут попасть в продукты питания, что позволяет получить высококачественную продукцию, свободную от антибиотиков и химиотерапевтических препаратов.

Эфирные масла

Эфирные масла — летучие ароматические вещества, представляющие собой смесь разнообразных летучих органических соединений, с своеобразным вкусом и запахом. Исследование воздействия эфирных масел на организм животных начались совсем недавно, в начале 2000-х гг. (Khajarern J, Khajarern S. 2002, Алексеев А.И. 2006). Показано, что коричный альдегид, тимол, карвакрол и эвгенол проявляют сильнейшую антибактериальную активность не вызывая резистентности патогенных микроорганизмов   (Friedman M., Henika P.R., Mandrell R.E. 2002).

Антимикробная активность эфирных масел направлена  на  несколько  различных целей в микробной клетке (Carson C.F., Mee B.J., Riley T.V. 2002). Эфирные масла  дестабилизируют и изменять проницаемость бактериальных мембран (Ultee A., Kets E.P.W., Alberda M., Hoekstra F.A., Smid E.J. 2000). Эти изменения приводят к высвобождению ионов из клетки в окружающую среду, а также изменению протонного градиента и истощению внутриклеточных запасов АТФ.

Эфирные масла  в организме животных положительно влияют и на процессы  пищеварения:  стимулируют  выработку ферментов, улучшая переваримость и усвоение питательных веществ кормов, а за счет запаха стимулируют потребление корма, что положительно сказывается на продуктивности животных (Николаев С.И., Мелихов В.В. 2009).

Помимо перечисленного эфирные масла поддерживают микрофлору в оптимальном состоянии (Суханова С.Ф., Азаубаева Г.С. 2015). Их использование усиливает секрецию пищеварительных соков, стимулирует морфологическое развитие ЖКТ с увеличением  всасывания и уменьшения потерь ценных питательных веществ (Juliani H.R., Koroch A.R., Simon J.E.

Эфирные масла относятся к природным стимуляторам роста и эффективно борятся с патогенными микроорганизмами и последствиям неблагоприятных условий содержания.

Органические кислоты

Органические кислоты —  органические вещества, проявляющие кислотные свойства. К таким кислотам применяемым в животноводстве относят: пропионовая, муравьиная, уксусная, каприловая, каприновая и лауриновая кислоты.

Пропионовая, муравьиная и уксусная кислоты в животноводстве применяются для консервирования кормов, в частности зерна, силоса и сенажа. Консервирование кормов с помощью орг. кислот применяется с 60-70 г ХХ века (Анискин В.И 1968, Вечера А.Ф. 1959, Christensen C.M.,Mirocha C.J.,Meronuck H.A. 1971).

Механизм действия органических кислот основывается на снижении рН корма, и создании неблагоприятных условий  для развития патогенных бактерий и плесени (ВНИИТИП 2011), а бактерии продуцирующие молочную и пропионовую кислоту лучше функционируют при рН 4,5. В результате снижаются потери питательных веществ и сохраняется до 92-95% исходной кормовой массы (Вернигор В.А., Таранов М.Т.  1974, Biston E. 1981). Также уксусная, муравьиная и пропионовая кислоты являются естественными метаболитами организма и направленны на повышение производительности животных.

Таким образом применение кислот для консервации кормов в животноводстве способствует повышению сохранности корма, снижения концентрации бактерий кишечной палочки и сальмонеллы в ЖКТ, увеличения естественных метаболитов организма (пропионовая кислота – предшественник глюкозы, уксусная – жир в молоке).

Каприловая, каприновая, лауриновая кислоты (СЦЖК)обладают ярко выраженными антибактериальными действиями (Foegeding P.M., Busta F.F.1991) и требующихх меньшей концентрации по сравнению с другими органическими кислотами (Skrivanova et al 2014). Антимикробная активность данных кислот обеспечивается за счет разрушения клеточных мембран грамположительных бактерий и липидного  покрытия вирусов, а также благодаря вмешательству в клеточные процессы трансдукции и транскрипции, нарушение которых и вызывают гибель клетки. СЦЖК обладают избирательным антимикробным способность, не влияя на полезную микрофлору — лактобактерий, молочнокислых стрептококков и др (Belgium, Ghent University 2002).

Проведенные исследования показали, что кормовые добавки на основе пробиотиков, эфирных масел и органических кислот являются эффективными и наиболее безопасными с точки зрения влияния на здоровье животных и человека средствами борьбы с патогенной микрофлорой. Замена антибиотиков в кормлении позволит:

  • получить продукцию без антибиотиков и химиотерапевтических препаратов;
  • решить проблему с резистентностью микроорганизмов к антибиотикам у человека.

Продукция произведенная без применения антибиотиков и химических веществ набирает все большую популярность и открывает большие перспективы для импорта продукции.