Как сохранить продуктивность в условиях увеличивающегося риска микотоксикоза?

Ежегодно проводимое количество исследований кормовых ингредиентов на наличие и количество содержания микотоксинов увеличивается по всему миру. Присутствие микотоксинов в зерне и не только увеличивается в связи с изменением погодных условий, интенсификации производства и селекции.

Компания «Каргилл» является мировым лидером по количеству проводимых в лабораториях анализов по определению уровней микотоксинов и имеет самую широкую базу данных и колоссальный опыт в вопросах борьбы с микотоксинами в свиноводстве.

Эксперты «Каргилл» представляют цикл публикаций, состоящий из двух статей, которые рассказывают о микотоксинах в свиноводстве и передовых методах борьбы с ними. Вторая статья цикла посвящена выбору правильной стратегии и методов борьбы с микотоксинами.

Корма редко бывают поражены лишь одним микотоксином: обычно в корме присутствует несколько видов. Рационы животных чаще всего состоят из нескольких видов растительного сырья, поэтому становится очевидным необходимость определения загрязнения каждого из них. Часто у животных и птицы наблюдаются типичные симптомы микотоксикозов, несмотря на то, что результаты анализов кормов показывают низкую степень загрязнения их микотоксинами. Сейчас становиться ясным, что неожиданная токсичность может быть результатом взаимодействия различных микотоксинов, усиливающих действие друг друга.

“Каргилл” обладает несколькими инновационными центрами по всему миру, где тщательно изучаются микотоксины, их влияние на животных и птицу, а также разрабатываются инновационные адсорбирующие вещества, которые включают в себя все положительные качества для достижения максимального эффекта.

Существуют разные виды адсорбентов, все они имеют разную эффективность против того или иного микотоксина и обладают преимуществами и недостатками.

Основные виды адсорбентов/нейтрализаторов микотоксинов:

* СВЯЗЫВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА:
• Адсорбенты на основе минералов.
• Адсорбенты угольного происхождения.
• Органические адсорбенты.
• Алюмоорганические силикаты.

* БИОТРАНСФОРМИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ: бактерия, грибы, дрожжи, ферменты.
* ПОДДЕРЖКА ФУНКЦИЙ ОРГАНИЗМА растительными экстрактами и/или эфирными маслами, бета-глюканом и т.д.

СВЯЗЫВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА: от простых активированных глин (алюмосиликат натрия-кальция) до сложных алюмоорганических силикатов.

Адсорбенты на основе минералов – это глины и неорганические полимеры (например: Поливинилпирролидон (ПВП). Могут быть как природного происхождения, так и синтетического. Чаще всего это составляющие бентонитов и цеолитов; силикаты натрия и кальция; глины, содержащие алюмосиликаты. Считается, что алюмосиликаты хорошо связывают «лёгкие» токсины – такие как Афлатоксин и Фумонизин. Алюмосиликаты по умолчанию заряжены отрицательно, они по определению содержат ионы алюминия (Al3+), которые замещают ионы кремния (Si4 +), эта замена создает отрицательные заряды в глине. Активация представляет собой дополнительный процесс, в котором ионы алюминия заменяются катионами (например, Ca2+, Mg2+), создавая более высокий дефицит положительных зарядов, что приводит к увеличению катионообменной способности глинистых минералов. Однако эти обменные катионы легко удаляются из глины, а затем из-за химических причин (например, наличия воды, рН) и причин сродства в желудочно-кишечном тракте, катионы заменяются специфически отрицательно заряженными сайтами микотоксинов (например, карбонильные группы афлатоксина). Микотоксины задерживаются в глине и выводятся с калом.

Эффективность минерального адсорбента зависит от размера пор, степени измельчения сырья, ионных характеристик, а также ёмкости катионного обмена минерала. Известно, что адсорбенты на основе минералов показывают хорошую связывающую способность на афлотоксины. Ввод алюмосиликатов составляет 1–5 (и более) килограмм на тонну корма. Однако при использовании более 4-х кг/т есть риск того, что алюмосиликаты будут связывать и полезные вещества, например, витамины и аминокислоты. Адсорбируя воду, глины могут немного повышать вязкость в кишечнике, что замедляет движение микотоксинов и дает больше времени для их улавливания. Однако это всего лишь очень незначительное увеличение вязкости. Из-за риска набухания в кишечнике животного при избыточном количестве минеральные добавки должны применяться строго по инструкции.

Адсорбенты угольного происхождения. В состав некоторых комплексных адсорбентов микотоксинов входит уголь из древесины дуба с крупными и средними порами. Он способен поглощать афлатоксины, фумонизин, эрготоксины, охратоксин, Т-2. Благодаря величине пор эти препараты сорбируют в том числе крупные молекулы бактериальных токсинов, вызывающих тяжелые интоксикации (сальмонеллы, клостридии, бактерии группы кишечной палочки и т.д.). Добавки на основе активированного угля обладают в основном мелкими порами и более эффективны для краткосрочного применения при острых отравлениях. Сдерживающим моментом в применении активированного угля является поглощение им питательных веществ корма.

Среди данных продуктов наиболее известен активированный уголь, который больше всего пригоден к снятию в основном острых химических токсикозов при кратком курсе применения из-за способности адсорбировать мелкие молекулы. Активация древесного угля (также называемая удалением летучих веществ) удаляет летучие вещества, которые попали в структуру древесного угля. При удалении этих веществ количество пор резко увеличивается, что приводит к исключительно пористому конечному продукту. Количество пор растет, и площадь поверхности увеличивается, поэтому материал имеет больше места для связывания микотоксинов. Активация должна быть щадящей, чтобы сохранить структуру древесного угля: это сложный процесс, освоенный не каждой компанией, что объясняет разницу в качестве древесного угля на рынке.

Каждая порода дерева (как сырье) и каждая технология карбонизации влияет на адсорбирующие свойства и размер пор конечного угольного продукта. Оптимальный вариант — это уголь, гарантировано фиксирующий и удерживающий при всех колебаниях pH в ЖКТ крупные конгломераты микотоксинов. Такими свойствами обладает, например, не активированный уголь растительного происхождения, полученный из определенных пород дерева.

Органические адсорбенты. При производстве органических сорбентов часто используются клеточные стенки инактивированных дрожжей — этерифицированные глюкоманнаны. Полисахариды (бета-глюканы) обладают сорбирующими свойствами в отношении неполярных микотоксинов. Компоненты клеточных стенок дрожжей (маннанолигосахариды или МОС) способны связывать в кишечнике животных бактерии группы кишечной палочки и сальмонеллы. Наряду с бета-глюканами они также оказывают иммуномодулирующий эффект. Они обладают высокой скоростью адсорбции, что особенно важно при борьбе с микотоксинами (время всасывания микотоксинов в кровь в среднем не превышает 3 часа). Клеточные стенки дрожжей являются хорошими связующими для неполярных микотоксинов (зеараленона и охратоксина), однако даже если связывающая способность при рН 3 обычно хорошая, многие продукты на основе дрожжей выделяют токсины при рН 7.

В качестве адсорбирующих агентов также может использоваться биомасса мицеллиальных грибов и бактерий, в частности, биомасса лактобактерий. У этих продуктов репутация хороших нейтрализаторов, способных связывать широкий спектр микотоксинов, однако они весьма дороги.

Органо-алюмосиликаты представляют собой алюмосиликат, активированный органическим соединением. На рисунке 1 ниже показано объяснение процесса: сначала бентонит активируется для увеличения его межслоевого пространства, а затем добавляется органическое соединение и связывается со слоями. Тогда бентонит все еще эффективен для связывания полярных микотоксинов (как типичный бентонит посредством катионного обмена), но органическое соединение также имеет сродство к неполярным микотоксинам. Таким образом, органо-алюмосиликат может связывать полярные микотоксины (бентонит) и неполярные микотоксины (органические соединения). Очевидно, что эффективность зависит от используемого бентонита и органического соединения.



Алюмоорганические силикаты представляют собой алюмосиликаты, сопряженные с органическим соединением, которое придает низкую полярность. Таким образом, алюмоорганический силикат может вступать в реакцию с микотоксинами низкой полярности (например, фумонизин, зеараленона, охратоксина, Т-2).

БИОТРАНСФОРМИРУЮЩИЕ АГЕНТЫ

Трансформация микотоксинов в безопасные для организма молекулы, наряду с использованием слоистых минералов - один из самых перспективных методов борьбы с микотоксинами. Деактивация микотоксинов происходит в результате действия ферментов, обладающих оксидоредуктазной, гидролитической (эпоксидгидролазы, карбоксилэстеразы, лактоногидролазы) и трансферазной (УДФ-гликозилтрансферазы) активностью.

Организм животного способен справляться с небольшим количеством токсинов самостоятельно. Ферменты, трансформирующие микотоксины, продуцируются микрофлорой здорового кишечника (бактерии группы кишечной палочки, лактобактерии, сенная палочка, энтеробактерии и др.) - это дает ученым возможность создавать кормовые добавки на основе пробиотических микроорганизмов. Установлено, что некоторые штаммы Bacillus subtilis синтезируют карбоксилэстеразы и эпоксидгидролазы, разрушающие трихотецены, охратоксины и афлатоксины. Благодаря подавлению патогенной микрофлоры пробиотики также создают благоприятную среду для развития лактобактерий, которые выделяют ферменты, трансформирующие ряд ядов.

С точки зрения маркетинга, ферменты и биотрансформирующие агенты очень привлекательны. Однако когда дело доходит до эффективности, их результаты разочаровывают. Бактерии инкапсулированы, и мы знаем, что инкапсуляция "страдает" от гранулирования. Кроме того, ферменты и бактерии очень термочувствительны, что является большой проблемой для гранулированных кормов. Бактериям требуется время, чтобы заселить ЖКТ и начать производить фермент. В течение этого времени микотоксины продолжают вредить хозяину. Кроме того, бактерии колонизируют тонкий, но в основном толстый кишечник, и большинство микотоксинов уже начинают абсорбироваться в верхней части ЖКТ, что означает, что микотоксины уже вошли в кровоток до того, как данный вид адсорбентов сможет оказать свое влияние.

В конце концов, мы не можем связать все микотоксины, поэтому поддержка животного организма остается хорошей стратегией. Например, Вомитоксин (DON) и трихотецены в целом остаются очень сложными для связывания. Нужны специальные технологии, чтобы вывести DON. Молекула ДОНа имеет высокое сродство к воде (намного выше, чем афлатоксины), поэтому он трудно извлекается из жидкой среды. DON является неионизируемой молекулой, что означает, что она никогда не заряжается (ни положительно, ни отрицательно). Зная это, мы понимаем, что типичный бентонит (способ действия - только катионный обмен) не имеет возможности связать его. В пробирке глина или уголь с очень высокой пористостью и площадью поверхности могут связывать некоторое количество DON, но это происходит только в пробирке. В результате длительных исследований, стало ясно, что связующие вещества очень быстро насыщаются DON, что означает, что для связывания очень небольшого количества DON требуется очень большое количество связующего (поэтому это и стало не реально для использования в живых организмах). Кроме того, этот микотоксин быстро всасывается в кровоток. Уже через 30 минут после употребления вы уже можете увидеть большое количество DON в крови. Это показывает, что связующие вещества не имеют много времени для связывания и поэтому неэффективны.

В портфолио «Каргилл» есть линейка продуктов Нотокс, созданная для борьбы с микотоксинами. Концепция, основанная на многолетних исследованиях, доказала свою эффективность: эксперты компании продолжают проводить исследования, совершенствоваться, обновлять и дополнять портфолио.

В портфолио продуктов для борьбы с микотоксинами есть добавка Нотокс ЛС, которая была разработана более 15 лет назад и, в первую очередь, была разработана для внутреннего использования. Обычно на создание адсорбентов, обладающих высочайшими сорбирующими свойствами, нужны колоссальные затраты инвестиций и времени, чтобы, учитывая все положительные качества различных адсорбентов, и получить эффективное средство для борьбы с микотоксинами (например, чтобы найти оптимальную структуру глин, разработать уникальную технологию в наших адсорбентах, которые не будут связывать витамины, питательные вещества нам потребовалось три года исследований). За многие годы использования во внутренних продуктах компании, Нотокс ЛС доказал свою эффективность для адсорбции 5 основных видов микотоксинов с сорбционной эффективностью до 95%, и продукт был выведен на рынок для внешних продаж.

Также у компании «Каргилл» есть уникальный продукт, не имеющий аналогов – Нотокс Ultimate D – наиболее эффективное решение для минимизации рисков от дезоксиниваленона (DON). Это не обычный адсорбент, а дизактиватор молекул ДОНа, который расщепляет молекулу до более мелких и безвредных форм, которые легко выводятся из организма животного, не успев ему навредить. Данный продукт широко используется на рынке Северной и Южной Америки, Азии и других регионов для снижения вреда свиноводству от ДОНа.

Существует колоссальное количество адсорбентов микотоксинов на рынке, все они направлены на борьбу с микотоксинами. Но очень важно не просто использовать адсорбенты, которые популярны в индустрии, а с умом подходить к их выбору: знать особенности связывания тех или иных микотоксинов и доверять не только словам, но и научным исследованиях.


Эксперты компании «Каргилл» всегда готовы проконсультировать вас по вопросам продукции и технологических решений. Свяжитесь с нами по эл. почте: Provimi_moscow@cargill.com или позвоните по телефону: +7 (495) 213-34-12.