Перспективы использования пробиотических препаратов нового поколения для эффективного производства высококачественной продукции животноводства и птицеводства

Академик РАН Павлов Д. С.1, д.б.н. Ушакова Н. А. 1, к.с/х.н, доц. Некрасов Р. В. 2, д.б.н., проф. Правдин В. Г. 3, Кравцова Л. З. 3, Бобровская О. И.2

1. ФГБУН Институт проблем экологии и эволюции животных им. А.Н. Северцова РАН, Москва
2. ГНУ ВИЖ Россельхозакадемии, Дубровицы
3. ООО  «НТЦ БИО», Шебекино

Интенсивное развитие животноводства и птицеводства в Белгородской области связано с созданием крупных животноводческих и птицеводческих комплексов. Концентрация большого количества животных на ограниченном пространстве обостряет проблемы борьбы с вирусными, бактериальными, грибковыми заболеваниями. Дисбактериозы животных и птиц в условиях промышленного производства — практически постоянное явление. В известной мере эта проблема решается с применением соответствующих ветеринарных препаратов профилактического и лечебного направлений, в основном, антибиотиков. Однако обоснованную озабоченность вызывает широкое распространение резистентных форм патогенных микроорганизмов, устойчивых к действию современных препаратов антибиотического назначения, и накопление активных веществ лекарственных препаратов в сельскохозяйственной продукции. Возрастающие требования к качеству продукции заставляют обращаться к поискам альтернативных методов для снятия антибиотической нагрузки на организм животного. Вопрос об отказе от применения антибиотиков в практике животноводства достаточно сложный, поскольку связан не только с сохранностью и продуктивностью поголовья, но и с наличием на рынке препаратов, хотя бы частично заменяющих антибиотики.

Для современного промышленного животноводства и птицеводства обязательным условием эффективного ведения хозяйства является повышение продуктивности, неотъемлемыми характеристиками которого считается не только увеличение производства продукции, но и повышение общей резистентности организма при высокой конверсии корма, и экологическая безопасность производимых продуктов питания. Очевидно, что важнейшим фактором в решении этой задачи являются действия, направленные на повышение иммунитета животных и птицы к различным инфекциям.
Одним из развивающихся направлений профилактики и лечения инфекционных заболеваний всех видов сельскохозяйственных животных является создание и применение бактериальных пробиотических препаратов, нормализующих кишечную микрофлору, которая является естественным барьером для проникновения патогенов в организм, выполняет роль иммуномодулятора, стимулирует работу защитных систем организма. Применение пробиотиков во всем мире считается важнейшим элементом перехода к получению экологически чистой продукции.
Пробиотики - живые микробные добавки, которые оказывают благоприятное действие на организм животного путем улучшения кишечного микробного баланса, обменные и иммунные процессы. Это объекты всесторонних научных исследований и важный товар на мировом рынке, который оценивается в миллиарды долларов в год. В Российской Федерации зарегистрировано более 80 наименований отечественных и импортных пробиотических препаратов. Предлагаемые на рынке пробиотические препараты различаются не только по стоимости, но и по составу, качеству, способам и дозам применения. Установлено, что введенные с препаратами пробиотические штаммы взаимодействуют с членами кишечного сообщества, выделяют метаболиты, разносторонее влияющие на организм.

Пробиотики оказывают:

  • стимулирующее воздействие на противоинфекционные защитные механизмы;
  • иммунномодуляторное воздействие;
  • способствуют улучшению барьерных функций;
  • оказывают метаболические эффекты;
  • влияют на изменение моторики и функции кишечника.

За последнее десятилетие возросло внимание исследователей к структурным компонентам и продуктам метаболизма пробиотических микроорганизмов, что привело к существенным изменениям концепции пробиотиков. Данные изменения связаны с расширением представлений о биологической эффективности пробиотиков и обнаружении того факта, что структурные элементы клеток и их метаболиты в ряде случаев оказываются не менее эффективными, чем сами бактерии. Можно выделить 5 типов пробиотических препаратов (таблица).

Таблица. Типы пробиотических препаратов

I тип Монокомпонентные препараты, содержащие один штамм бактерий
II тип Самоэлиминирующиеся антагонисты, к которым относятся представители рода Bacillus, главным образом, В.subtilis, B.licheniformis
III тип Комбинированные препараты, состоящие из нескольких штаммов бактерий (поликомпонентные) или включающие добавки, усиливающие их действие
IV тип Иммобилизованные на сорбенте (сорбированные) живые бактерии
V тип Пробиотики в виде биопленки на твердом носителе 


Определяющим фактором эффективности пробиотиков во многом являются технологии получения этих препаратов. Современный подход к разработке пробиотических препаратов подразумевает, во-первых, применение различных видов микроорганизмов в определенных сочетаниях, во-вторых, выпуск их в форме, допускающей длительное хранение при обычной температуре, и в-третьих, не теряющих своих свойств при внесении их в процессе производства комбикормов и кормовых добавок.

В настоящее время на рынке пробиотиков востребованы комбинированные полифункциональные препараты. Входящие в комплексный пробиотик штаммы бактерий объединяются по способности штаммов продуцировать различные ферменты, биологически активные вещества так, чтобы они дополняли друг друга по биологической активности. Кроме того, для получения новых поликомпонентных биологически активных препаратов комбинируют пробиотики с пребиотическими веществами. Пребиотики — это класс препаратов для регуляции кишечной микрофлоры, который приобретает все большую популярность. Пребиотики — субстраты, стимулирующие естественную микрофлору толстого отдела кишечника, не перевариваются и не всасываются в желудке и тонкой кишке. Попадая в толстый отдел кишечника, пребиотики используются в качестве питательной среды для нормальной микробиоты.

К прогрессивным формам препаратов нового поколения относятся сорбированные (иммобилизованные) формы пробиотиков. Сорбированные пробиотики содержат бактерии, иммобилизованные на частицах твердого сорбента. За счет химических и электростатических сил взаимодействие таких форм со стенкой кишечника выше. Иммобилизованная форма пробиотического препарата позволяет существенно повысить защиту микроорганизмов при прохождении через кислые условия желудка, где обычные препараты, содержащие лиофильно высушенные клетки пробиотиков, теряют более 90 % жизнеспособности. Композиции сорбент + пробиотик обладают выраженными иммунокоррегирующими свойствами, нормализуют микробиоценоз желудочно-кишечного тракта, повышают неспецифическую резистентность организма, стимулируют функциональную деятельность пищеварительной системы, обладают, как правило, детоксикационными свойствами. Биологическая эффективность сорбированных пробиотиков позволяет применять уменьшенные дозы бактерий — даже на два порядка меньше дозы, рекомендованной для обычных пробиотиков.

Новейшее направление получения пробиотических препаратов повышенной биологической эффективности связано с разработкой биотехнологий образования пробиотиками биопленок на твердом носителе. Научное обоснование конструирования пробиотических препаратов основано на анализе взаимоотношений макро- и микроорганизмов. В настоящее время активно развивается представление о кишечной микробиоте как о самостоятельном «органе», который в виде биопленки покрывает стенку кишечника. Сложившаяся в ходе развития организма биопленка - прочная система, обладающая коллективным иммунитетом и препятствующая внедрению чужеродных штаммов. Биопленки в природе играют защитную роль для образующих их бактерий. Поэтому получение биопленки пробиотика позволяет не только повысить жизнеспособность клеток в неблагоприятных условиях высушивания, грануляции и т.п., но и адаптировать популяцию пробиотических микроорганизмов к условиям жизнедеятельности в кишечнике.

В последние годы установлено, что очень важны в микробиоценозе желудочно-кишечного тракта некоторые транзиторные бактерии, например, рода Bacillus, которые в отличие от резидентных форм, не приживаются в содержимом кишечника, но реально оказывают положительное влияние на здоровье и продуктивность животного. Введенные с препаратами пробиотические бактерии, выделяя биологически активные метаболиты, сигнальные вещества, антибиотики, бактериоцины, вступают во взаимодействие с кишечной микрофлорой и оказывают воздействие на функционирование различных физиологических систем организма-хозяина.

В целом пробиотики 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.

Особенности физиологии и рационов сельскохозяйственных животных учтены в рецептуре биологически активных пробиотических препаратов Ферм-КМ и ПроСтор, разработанных специалистами ООО «НТЦ БИО», г. Шебекино, Белгородская область, совместно с Институтом проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова Российской академии наук. В состав бактериальной композиции данных препаратов включены сбалансированные по количественному соотношению живые клетки трех штаммов Bacillus subtillis, Bacillus licheniformis, а также комплекс молочнокислых бактерий. В препаратах содержится набор важнейших ферментов: целлюлаза, эндоглюканаза, амилаза, комплекс протеаз, липаза, органические кислоты, биологически активные вещества, витамины и аминокислоты, иммуноактивные пептиды — продукты метаболизма пробиотиков. В препараты входят фиточастицы, являющиеся микросорбентом, и пребиотики — пектины свеклы. В ПроСтор дополнительно введены лекарственные травы эхинацея и расторопша, которые придают продукту особую медико-биологическую ценность и обеспечивают высокую эффективность применения при минимальных нормах ввода.

Пробиотические бактерии отмеченных препаратов отличаются повышенной жизнеспособностью и устойчивостью к неблагоприятным условиям окружающей среды, поскольку находятся в виде биопленки на фитоносителе. Кроме того, отличительной особенностью этих препаратов от препаратов-аналогов является наличие сигнальных веществ бактериального происхождения, влияющих на гомеостаз многоклеточных организмов-хозяев.

Ввод ДБА Ферм-КМ или ПроСтора позволяет на 50-70 % уменьшить применение распространенных импортных ферментных препаратов и антибиотиков, применяемых для лечения заболеваний ЖКТ. Препараты отличаются невысокой стоимостью и полностью ориентированы на зерновую специфику российских комбикормов. Они обеспечивают высокоэффективное использование имеющихся кормов, увеличивают конверсию корма, прирост живой массы, значительно улучшают переваривание животными, птицей и рыбами некрахмалистых полисахаридов из различных видов зерна, повышают резистентность организма к неблагоприятным факторам.

Испытания препаратов в ПФ «Приосколье» показали, что введение Ферм-КМ в комбикорма при выращивании бройлеров повышает сохранность птицы на 0,4-0,7%, увеличивает суточный привес живой массы тела на 1,8-2,6 %, снижает конверсию корма на 3-3,2 %. Использование биодобавки ПроСтор в комбикормах при прочих показателях, аналогичных эффективности Ферм-КМ, позволило уменьшить Санбрак в опытных группах на 14,5 %. Индекс продуктивности в опытной группе по промплощадке «Приоскольская» был увеличен на 9 единиц и составил 309,9, что является важным показателем, подтверждающим эффективность ПроСтора в технологических процессах очень высокого уровня, применяемых в ЗАО «Приосколье.

Влияние Ферм-КМ на яйценоскость продемонстрировано в птицекомплексе ЗАО «Реал-Инвест»; при этом отмечено, что одним из главных критериев улучшения производственных показателей было не только увеличение общего количества товарного яйца + 21 %, но и его качество. Количество некондиционного яйца сократилось с 3500 до 430 штук в день. Куры-несушки стали вести себя более спокойно и почти не реагировали на присутствие людей (более 3-х человек). Патологоанатомическое вскрытие показало, что уже после 14 дней приема препарата с кормом полностью отсутствовали признаки катарального и геморрагического воспаления тонкого отдела кишечника, в 3 раза сократилось выпадение яйцеводов кур, сами яйцеводы были чистого белого цвета, что свидетельствует о положительном действии препарата Ферм-КМ на продуктивность птицы. Опыт проведен на 73000 несушек кросса Хайсекс коричневый во второй фазе продуктивности.

Проведенная в условиях физиологического двора ГНУ ВИЖа и ООО «Вёрдазернопродукт» Рязанской области на доращиваемых поросятах-аналогах серия лабораторных и научно-хозяйственных опытов выявила перспективность применения Ферм-КМ в практике кормления свиней. Выявлено, что на фоне достоверного увеличения интенсивности роста поросят, выращиваемых с 36- до 75-дневного возраста, при включении в состав комбикорма ферментно-пробиотического препарата Ферм-КМ, были снижены затраты кормов на единицу прироста (на 4,9 % по сравнению с контролем). Включение в комбикорма Ферм-КМ обеспечило благоприятные кормовые условия для получения более высоких показателей продуктивности поросят за счет улучшения конверсии питательных веществ корма в прирост живой массы. Многолетнее использование ДБА Ферм КМ в колхозе им. Фрунзе при выращивании свиней доказало высокую экономическую эффективность и достоверность положительного влияния на санитарные показатели производства.

При проведении испытаний, проводимых в ОАО «КОРМ», основываясь на лечебно-профилактических свойствах Ферм КМ было решено сократить более чем вдвое использование ветеринарных препаратов (антибиотиков) в опытной группе, что положительно отразилось на экономике опыта. В результате установлено, что в опытной группе сохранность птицы увеличилась на 2,15 %, конверсия корма снизилась на 5,46 %, ИП увеличился на 19,4 ед. В итоге каждый вложенный рубль принес 8 руб. 64 коп. дополнительного дохода.

Таким образом, новое поколение кормовых пробиотических препаратов в виде биопленки на фитоносителе, производимых в Белгородской области ООО «НТЦ БИО», отличается высокой биологической активностью и экономически обоснованно для применения в рационах животных. Затраты, связанные с приобретением препаратов и их использованием, окупаются дополнительным приростом живой массы, лучшей сохранностью поголовья, лучшей конверсией корма, повышением качества товара.

Результаты промышленных испытаний по применению Ферм КМ и нового биопрепарата ПроСтор подтверждают реальность производства животноводческой и птицеводческой продукции класса «премиум» и возможность получения экологически чистых продуктов питания.