Пробиотики в животноводстве

Ужесточение требований к качеству получаемой продукции значительно изменило требования к технологии производства животноводческой продукции. Кормовые антибиотики, стимуляторы роста сейчас находятся под запретом во всем мире. Это связано с тем, что большинство из этих продуктов попадали с продуктами в питание человеку - вызывая резистентность микроорганизмов (кормовые антибиотики) и нарушая нормальное развитие (стимуляторы роста). На смену небезопасным продуктам пришли пробиотические препараты.

Какие проблемы решает использование пробиотиков?

профилактика заболеваний желудочно-кишечного тракта, респираторных инфекций, стимуляция иммунитета;
создание нормальных условий для нормального развития желудочно-кишечного тракта за счет борьбы с условно-патогенной микрофлорой;
повышение продуктивности животных;
повышение сохранности молодняка;
увеличение прироста животных без использования стимуляторов;
снижение ветеринарных затрат;

Механизм действия пробиотических и пребиотических препаратов достаточно прост:

Пробиотические препараты у моногастричных животных (свиней, птицы) конкурируют за питательные вещества с условно-патогенной микрофлорой и выделяют продукты метаболизма, которые замедляют или убивают патогенные бактерии. Например, молочная кислота, продуцируемая B.subtilis, молочно-кислыми бактериями подкисляют среду кишечника, создавая неблагоприятные условия для патогенных микроорганизмов.

У полигастричных животных (КРС) существует два принципа действия пробиотиков:

первый сходен с таковым у моногастричных, реализуется это у телят до 2-3 месяцев, в период, когда рубец не работает.
второй направлен на создание условий для развития микрофлоры. На том основано использование дрожжей, которые используют кислород в рубце, повышая pH рубца и пребиотических препаратов - создают условия для раста микрофлоры за счет поступления необходимых питательных веществ.

Классификация пробиотиков

В зависимости от природы составляющих пробиотики компонентов их можно разделить на следующие группы:

Имеющие в составе живые микроорганизмы (монокультуры или их комплексы);
Имеющие в составе структурные компоненты микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры - или их метаболиты;
Препараты микробного или иного происхождения, стимулирующие рост и активность микроорганизмов - представителей нормальной микрофлоры;
Содержащие комплекс живых микроорганизмов, их структурные компоненты и метаболиты в различных сочетаниях и соединениях, стимулирующих рост представителей нормальной микрофлоры;
Имеющие в составе живые генно-инженерные штаммы микроорганизмов, их структурные компоненты и метаболиты с заданными характеристиками;
Продукты функционального питания на основе живых микроорганизмов, их метаболитов, других соединений микробного, растительного или животного происхождения, способных поддерживать и восстанавливать здоровье через коррекцию микробной экологии организма хозяина (Г.А. Ноздрин и др., 2005).

Согласно представлениям И.С. Рубеля, пробиотики разделяются на следующие основные группы:

Монопробиотики — содержат один штамм микроорганизмов определенного вида.
Полипробиотики — содержат 2 и более штаммов одного вида микроорганизмов.
Комбинированные — содержат микроорганизмы разных видов и штаммов.
Пребиотики – соединения, которые используются для питания микрофлорой (вещества, которые стимулируют рост и развитие микрофлоры).
Симбиотики (simbiotik) –композиция из пробиотика и пребиотика, то есть сами бактерии и корм для них.

Микроорганизмы, используемые в качестве пробиотиков, подразделяют на 4 группы:

аэробы - спорообразующие бактерии рода Bacillus;
анаэробы - спорообразующие бактерии рода Clostridium; - бактерии, продуцирующие молочную кислоту (Bifidobacterium, Lactobacillus, Enterococcus, неспорообразующие);
дрожжи - используются в качестве сырья при изготовлении пробиотиков.
Наиболее распространенными пробиотическими микроорганизмами являются:
бифидобактерии (Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium adolescentis,
Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium thermophilus)
- лактобактерии (Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus casei, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus plantarum и др.);
граммположительные кокки (Streptococcus thermophilus, Staphylococcus diaacetylactis, Enterococcus faecium).

Отличие пробиотиков и пребиотиков заключается в следующем:

Пребиотики это вещества, являющие субстратом для роста микрофлоры, ее питательной средой, за счет добавления которой в рацион происходит развитие правильных бактерий. Примером пребиотиков могут быть манановые олигополисахариды.

Пробиотики – это бактерии, которые в желудочно-кишечном тракте вытесняют условно-патогенную микрофлору и за счет этого обеспечивают нормалое пищеварение. Наиболее известными пробиотками являются молочнокислые и пропионовокислые бактерии.

Симбиотики - это препараты, которые содержат несколько типов бактерий, дрожжей и т.д., которые по своему действию хорошо дополняют друг друга. Большинство препаратов, которые сейчас есть на рынке можно отнести к этой группе

Характеристика штаммов про и пребиотических препаратов

Бациллы (лат. Bacillus)

аэробные или факультативно аэробные, спорообразующие бактерии, способные вырабатывать природные антибиотики - подавляющие развитие широкого спектра микрофлоры. Нашли свое применение в животноводстве и птицеводстве как универсальный пробиотик, подавляющий в том числе развитие клостридий. Некоторые штаммы могут использоваться в качестве силосного консерванта, дезинфицирующих средств и др. Являясь спорооборазующими бактериями выдерживают нагревание и широко используются при приготовлении комбикормов.

Bacillus subtilis - наиболее известный пробиотик для человека и животных. Синтезирует ряд противо-микробных веществ, стимулирует роста нормальной микрофлоры кишечника и выделением пищеварительных ферментов. Активирует макрофаги и высвобождает из них провоспалительных цитокинов, повышает барьерную функцию слизистой оболочки кишечника, выделением витаминов и аминокислот (включая незаменимые). Активацией Т- и В-лимфо-циты, увеличивает иммуноглобулины — IgG и IgA. Пробиотик выделяет в просвет кишечника все основные пищеварительные ферменты: амилазы, липазы, протеазы, пектиназы и целлюлазы. В дополнение к перевариванию пищи данные ферменты разрушают антипищевые факторы и аллергенные вещества, содержащиеся в поступающей пище. (Подробнее про Bacillus subtilis читайте по ссылке)

Bacillus coagulans- спорообразующая бактерия, синтезирующая многие важные витамины витамин К и рибофлавин, фолиевая кислота. Способствует поддержке кислотно-щелочного баланса в толстом кишечнике, усвоению питательных веществ. Стимулирует рост пробиотической микрофлоры, в частности Bacillus subtilis. Подавляет рост патогенных микроорганизмов, таких как Shigella dysenteriae, восстанавливает микрофлору кишечника, адсорбирует кишечные токсины в организме.

Бифидобактерии (лат. Bifidobacterium)

— род грамположительных анаэробных бактерий. Не образуют спор. Бифидобактерии в процессе жизнедеятельности вырабатывают ряд органических кислот. В основном, это уксусная и молочная кислоты (в молярном отношении 3:2), а также муравьиная и янтарная. Бифидобактерии синтезируют аминокислоты, белки, витамины В1, В2 (рибофлавин), В6 (пиридоксин), В12, викасол, никотиновую и фолиевую кислоты.

Bifidobacterium animals - заселяют преимущественно нижние отделы кишечника, обеспечивает синтез кормового белка, увеличивает синтез пропионовой кислоты, которая является важным источником глюкозы к процессе метаболизма, Липолитическая и протеолитическая активность пропионовокислых бактерий способствуют перевариванию кормов.

Bifidobacterium bifidum является антагонистами широкого спектра патогенных и условно патогенных микроорганизмов. Быстро заселяя желудочно-кишечный тракт они способствуют восстановлению нормальной микрофлоры, способны сорбировать токсины в желудочно-кишечном тракте. Стимулируют пристеночное пищеварение, усиливают защитную функцию кишечника, синтезируют биологически-активные вещества.

Lactobacillus acidophilus - молочнокислые бактерии, основное пробиотическое свойство связано с образованием молочной кислоты (которая сама по себе проявляет определенный бактерицидный эффект) и связанное с этим снижение рН среды до значений, несовместимых с жизнедеятельностью многих групп микроорганизмов (например, споровых аэробов). Бактерии создают защитный барьер на слизистой оболочке, участвуют в пристеночном пищеварении и утилизируют пищевые частички, синтез В₁, В₂, В₃, В₆, активизируют всасывание витамина Д, кальция и железа.

Enterococcus faecium - молочнокислые бактерии, в норме находятся на всем протяжении желудочно-кишечного тракта, но в большей степень в тонкой кишке. Они обладают высокой ферментативной активностью, выраженным антагонизмом по отношению к условно-патогенным и патогенным микробам (вырабатывают энтероцины), выживают в желчи.

Saccharomyces cerevisiae - дрожжевая культура, применяемая как пробиотик у крупного рогатого скота. Размножаясь, дрожжи используют кислород рубца, создавая анаэробные условия, ограничивая развитие бактерий лактат-синтезаторов. Повышение pH рубца способствует развитию целлюлозолитических организмов и профилактики ацидоза. Кроме этого для своего размножения дрожжи используют клетчатку грубых кормов, увеличивая переваримость рациона и повышая продуктивность.

Kluyveromyces marxianus - пребиотическая дрожжевая культура, используется в инактивированном виде. Метаболиты культуры стимулируют развитие микрофлоры рубца, увеличивая количество полезных бактерий. Являясь лактат синтезатором, она в определенной степени способствует закислению среды желудочно-кишечного тракта.

Как выбрать пробиотик?

Для моногастричных животных (птица, свиньи, телята до 2-х месяцев) хорошо зарекомендовали себя препараты на основе молочно-кислых бактерий. Предпочтение стоит отдавать препаратам на основе нескольких штаммов - консорциуме бактерий. В практических условиях пробиотики на B subtilis и других видах бактерий показывают фактически равную эффективность.

Для полигастричных животных следует обратить внимание на пробиотики на основе дрожжевых культур, особенно у высокопродуктивных коров, которые подвержены ацидозам. При использовании пробиотиков на основе молочно-кислых бактерий большее внимание стоит уделить включению буферных добавок в рацион.

Эффективность пробиотиков в разных условиях может отличаться. Это зависит прежде всего от качества кормов, рационов, показателей продуктивности. При высокой продуктивности получить значительный эффект от использования пробиотика тяжелее, чем, например, в низкопродуктивных хозяйствах с плохими гигиеническими условиями и высокой микробной нагрузкой.

Полезные ссылки:

Более подробно характеристика разных штаммов бактерий приведена здесь