Танин и органические кислоты - замена антибиотиков

С повышением уровня жизни спрос на качественное и безопасное мясо и яйцо возрастает, что в свою очередь усиливает интенсификацию животноводства и птицеводства. Последние 20 лет быстрый рост производства происходил в основном за счет усиления рационов кормления: добавления в корм антибиотиков, препаратов химического синтеза или гормонов.

Такой подход привел к множеству негативных последствий, таких как нарушение микробного баланса в организме животных, развитие устойчивости к антибиотикам, снижению иммунитета, увеличению заболеваемости животных, загрязнению окружающей среды и т.д.

Бесконтрольное использование антибиотиков усугубило тяжесть заболеваний животных и птицы, снизило их племенную ценность. Также остатки вредных веществ в продукции животноводства наносят вред и человеку, вызывая отравления, снижение иммунитета, рак и различные генетические отклонения.

Данные факторы подталкивают к ограничению использования кормовых антибиотиков и разработке экологически чистых добавок в корма, способных заменить антибиотики.

В настоящее время как альтернативу антибиотикам рассматривают различные ферменты, органические кислоты, эфирные масла, экстракты растений, пробиотики и их комбинации.

Важная группа природных веществ, представляющая интерес для ученых всего мира - фенольные соединения. Они содержатся в коре, древесине, листьях и плодах практически любых растений и обладают ярко выраженными бактерицидными и фунгицидными свойствами. Это такие вещества, как карвакрол, тимол, эвгенол, резвератрол, куркумин и др. Но самой многочисленной группой фенольных соединений, которые содержатся в растениях, являются танины.

Дубильные вещества (танины) - это сложные смеси растительных высокомолекулярных полимеров фенольных соединений с молекулярной массой от 300 до 5000, обладающие вяжущим вкусом, способные образовывать прочные связи с белками, превращая невыделанную шкуру животных в дубленую кожу. Сущность процесса дубления заключается в образовании прочных водородных связей между фенольными гидроксилами дубильных веществ и молекулами белка коллагена. В результате возникает прочная поперечно связанная структура - кожа, устойчивая к воздействию тепла, влаги, микроорганизмов, ферментов, т.е. не поддающаяся гниению.

Термин «дубильные вещества» был впервые использован французским ученым Сегеном в 1796 году для обозначения присутствующих в экстрактах некоторых растений веществ, способных осуществлять процесс дубления.

Другое название дубильных веществ – «танины» происходит от латинизированной формы кельтского названия дуба – «tan», кору которого издавна использовали для обработки кож.

Так как дубильные вещества представляют собой смеси различных полифенолов с разнообразным химическим составом, классификация их затруднена. Наибольшее признание получила классификация Г. Поварнина (1911 г.) и К. Фрейденберга (1933 г.), основанная на химической природе дубильных веществ и их отношении к гидролизующим агентам. Согласно этой классификации дубильные вещества делятся на две большие группы: гидролизуемые танины и конденсированные танины.

Конденсируемые танины — это полимеры или олигофлавоноиды, где фенольные кольца связаны двумя атомами углерода. Они способны образовывать постоянные комплексы с питательными веществами, лишая их возможности усваиваться. Эти соединения не могут быть подвергнуты гидролизу в желудочно-кишечном тракте животных и проходят транзитом. Поэтому принято считать, что конденсируемые танины благодаря антипитательным свойствам являются техническими и используются в качестве ингибитора для защиты металлов от коррозии. Подобные соединения содержатся во многих растениях (квебрахо, мимоза и др.). 

Гидролизуемые танины представляют собой сложные эфиры галлиевой, дигаллиевой и эллаговой кислот с моносахаридами, в основном с глюкозой, и содержатся в большом количестве в каштане и дубе. В данном случае фенольные кольца соединяются через углерод и кислород, что делает возможным их гидролиз. Благодаря такому строению гидролизуемые танины не обладают антипитательными свойствами и нашли применение в виноделии, медицине, сельском хозяйстве. 

В медицине танины применяются в качестве растворов для полоскания ротовой полости и гортани, для обработки ожоговых поверхностей, при отправлении солями тяжелых металлов и алкалоидами, для улучшения свертываемости крови, торможения выведения аскорбиновой кислоты из организма, при диареях различной этиологии. Использование гидролизуемых танинов в сельском хозяйстве многогранно и имеет большую перспективу. 

Международные научные исследования еще в начале 2000-х годов доказали высокую эффективность гидролизуемых танинов из каштанового дерева при некротическом энтерите, колибактериозе, илеите свиней, паразитарных инвазиях (кокцидиозы, эймериозы, и др.), неинфекционных диареях различной этиологии. 

Необходимо отметить, что выраженные противодиарейные свойства танинов при правильных дозировках позволяют рассматривать кормовую добавку как достойную альтернативу оксиду цинка или более дорогим хелатным формам, а также как фактор, повышающий эффективность использования кормов в условиях промышленного животноводства.

Особенности химического строения гидролизуемых танинов обусловливают наличие у них целого ряда свойств, полезных для животных. 

Дубильные и вяжущие свойства танина.

Слизистая оболочка кишечника вырабатывает особые гликопротеиды, или муцин. Муцин защищает слизистую оболочку от инфекций, физических и химических повреждений, обезвоживания, выполняет роль «смазки» при продвижении химуса по кишечному тракту с определенной скоростью. 

Недостаточная выработка и вязкость муцина снижает усвоение питательных веществ и повышает риск повреждения кишечной стенки и развития диареи. Причинами могут стать недостаток аминокислот, обезвоживание, токсикозы, нарушение баланса микрофлоры и повреждение слизистой оболочки кишечника паразитами. 

Гидролизуемые танины обладают выраженной способностью образовывать связи с белками муцина, увеличивая их вязкость. Благодаря этому восстанавливается защитная функция и повышается эффективность слизистого барьера. 

Повышение вязкости муцина способствует быстрому снижению воспаления кишечной стенки в случаях инфекций, при микотоксикозах, воздействии алкалоидов и паразитов (например, кокцидий). Снижаются случаи диареи и транзит корма, повышается усвоение питательных веществ и воды. 

Но и для здорового кишечника эффективность от применения танинов очевидна. При снижении скорости продвижения химуса в кишечнике за счет повышения вязкости муцина улучшаются усвоение питательных веществ и, соответственно, конверсия корма. 

Использование танина на здоровом кишечнике является и некоторой страховкой, позволяющей постоянно обеспечивать достаточное количество и вязкость муцина для создания эффективного антибактериального механического барьера. Антибактериальные свойства. Можно выделить три основных механизма действия танинов в отношении патогенной микрофлоры: уменьшение возможности прикрепления на стенке кишечника, угнетение обмена веществ и снижение экзоэнзимной активности бактерий. 

С помощью своих пили, или жгутиков, патогенные бактерии прикрепляются (адгезируются) к стенкам кишечника. Танины способны образовывать с адгезивными протеинами комплексы, формируя своеобразные «наконечники» на пили, тем самым ингибируя адгезию. 

Грамотрицательные бактерии в составе внешней мембраны имеют белковые центры порины, которые отвечают за подавление фагоцитоза, естественного защитного механизма организма животного. Мутации в генах поринов приводят к появлению у бактерий устойчивости к антибиотикам, повышая вирулентность патогена. 

Танины, образуя специфические комплексы с белками-поринами, блокируют способность патогенных бактерий угнетать фагоцитоз или работу антибиотика.

Бактерии обладают эндо- и экзоэнзимной активностью. Эндоэнзимная активность идет на обеспечение собственных процессов жизнедеятельности и дальнейшего размножения, экзоактивность — на вирулентность и инвазивность. 

Можно выделить три основных экзогенных фермента патогенных бактерий: 1) плазмокоагулаза отвечает за образование фибриногена, в результате чего бактерия покрывается тончайшей пленкой, защищающей ее от фагоцитоза; 2) гиалуронидаза расщепляет гиалуроновую кислоту в ранах клеток животного, способствуя высокой инвазивности; 3) коллагеназа действует по принципу гиалуронидазы только в отношении коллагена.

Танины способны ограничивать работу этих ферментов как белков, снижая общую инвазивность бактерий. Кроме того, доказана активность танинов в отношении клостридий и кишечной палочки.

Таким образом, подобные механизмы воздействия на патогенную бактериальную клетку гидролизуемых танинов позволяют рассматривать применение кормовых добавок из них как один из элементов программы отказа от кормовых антибиотиков.

Антиоксидантная активность танина. 

Фенольная природа гидролизуемых танинов обусловливает высокие антиоксидантные свойства, что особенно важно для снижения оксидативного стресса у свиней. 

У поросят на стадии отъема зачастую наблюдается замедленный рост и повышенная чувствительность к возбудителям инфекционных заболеваний. Данное состояние организма связано с развитием нескольких разновидностей стресса. 

В период отъема разлучают поросят со свиноматками или переводят в другие помещения, что провоцирует «социальный» стресс. Одновременно развивается «диетарный» стресс, связанный с переходом на корма на основе растительных компонентов, которые, к сожалению, достаточно часто низкого качества.

В этот период пищеварительная система поросят еще недостаточно развита и лучшим кормом является молоко свиноматки. С переходом поросят на трудноперевариваемый комбикорм растительный белок попадает в толстый отдел кишечника, где становится доступным для патогенной микрофлоры, что может приводить к развитию воспаления и образованию свободных радикалов. 

Содержащиеся в корме перекиси от окисления жиров, микотоксины, антипитательные факторы в сое, основном источнике растительного белка для поросят, способствуют развитию оксидативного стресса и воспалению в кишечнике. 

Еще одна форма оксидативного стресса отмечается у глубокосупоросных и лактирующих свиноматок. В этот период происходит скачок усваиваемой энергии, и могут развиваться состояния, сходные с кетозами у высокопродуктивных коров из-за необходимости синтеза большого количества молока. В таких ситуациях происходит переход анаболического метаболизма на катаболический. 

Для синтеза молока в некоторых катаболических реакциях, протекающих в митохондриях, образуются кислородные радикалы как побочные продукты электрон-транспортной цепи. Накопление свободных кислородных радикалов в клетке может приводить не только к перекисному окислению жиров и развитию оксидативного стресса, но даже повреждению ДНК клетки.

Антибактериальные свойства танинов.

Танины способны тормозить рост E. coli, Salmonella, Сlostridium рerfringens за счет наличия в химической структуре галловой кислоты. Исследования in vitro продемонстрировали эффективное ингибирование Сlostridium рerfringens (Институт Патбиологии, Аргентина, 2009 г.). 

В испытаниях in vivo ученые установили, что танины способствовали стабилизации микробиологического статуса птицы (Университет Экологии и Науки о жизни, Польша, 2009) и проявляли эффективность при некротическом энтерите у бройлеров (Пизанский государственный университет, Италия, 2013). 

Исследователи из Болонского университета в Испании и Мюнхенского университета в Германии показали положительное влияние танинов из экстракта каштанового дерева, содержащего 75% дубильных веществ, на кишечную микрофлору и рост поросят.

В кормах танины действуют как естественный консервант. Кроме того, имеются данные, что танины из каштанового дерева повышают качество силоса в рулонах, в частности, снижая небелковый азот до минимума. Таким образом, большое разнообразие свойств танинов создает большой потенциал для эффективного и многогранного использования танинсодержащих добавок в кормлении продуктивных сельскохозяйственных животных и птицы.

Сама природа подсказала где искать нам решения для лечения многих заболеваний. Недаром больные дикие животные активно обращаются к этой природной аптеке. Особенно их привлекает кора и древесина деревьев и кустарников. В домашнем хозяйстве мы также можем наблюдать, как птицы выклевывают кусочки древесины из пня или как животные обгрызают кору деревьев.

Одним из наиболее эффективных средств, обеспечивающих здоровье сельскохозяйственных животных и птицы, а также повышение их продуктивности, является премикс «ОРГАНИКО ТАНИН» от компании «ОРГАНИКО» (г. Москва).

Основным ингредиентом «ОРГАНИКО ТАНИН» является танин каштанового дерева (15-25%). Также в состав премикса входят: лимонная кислота 10-20%, формиат кальция 5-15%, ацетат натрия 5-15%, муравьиная кислота 1-5%, диатомит до 100%.

Применение «ОРГАНИКО ТАНИН» позволяет улучшить показатели роста и конверсии корма за счет увеличения секреции эндогенных пищеварительных ферментов, поддержания здоровья желудочно-кишечного тракта и повешения иммунитета посредством совместного действия танина каштанового дерева и комплекса органических кислот, таких как лимонная кислота, муравьиная кислота, а также солей органических кислот – ацетата натрия и формиата натрия.

Лимонная и муравьиные кислоты создают среду для размножения полезных бактерий, одновременно подавляя размножение вредных, таких как кишечная палочка, сальмонелла, кампилобактер и тд.

Лимонная кислота способствует секреции желудочного сока и пищеварительных ферментов, что особенно важно в стрессовых ситуациях, в том числе и связанных с отъемом поросят. У птицы лимонная кислота может окисляться до углекислого газа и бикарбоната, что позволяет облегчить респираторный алкалоз при тепловом стрессе у цыплят.

Ацетат натрия – натриевая соль уксусной кислоты. Несет антимикробную и противогрибковую функции, и служит эффективным консервантом при приготовлении корма.

Комбинация муравьиной кислоты с ее солью – формиатом кальция, усиливает буферный эффект подкисляющей способности премикса. Также позволяет использовать «ОРГАНИКО ТАНИН» со всеми программами профилактических и лечебных обработок.

Комплекс органических кислот, входящих в «ОРГАНИКО ТАНИН», способен повышать кислотность желудочно-кишечного тракта животных, ослабить кислотосвязывающую способность корма, обеспечить размягчение корма и эндогенное ферментативное расщепление питательных веществ, а также значительно улучшить переваривание и утилизацию сырого жира и клетчатки.

В тоже время повышение содержания пищеварительных ферментов в желудочно-кишечном тракте стимулирует печень к усилению секреции желчи через парасимпатическую нервную систему, усиливает процесс эмульгирования жиров в хиломикроны, улучшает самостоятельное переваривание и утилизацию липидов корма.

В щелочной среде большинство микроэлементов корма склонны образовывать соли с крайне низкой растворимостью в воде, снижая их биодоступность и вызывая накопление элементов тяжелых металлов в фекалиях, оказывая негативное влияние на окружающую среду и почву.

Органические кислоты «ОРГАНИКО ТАНИН» при попадании в организм, могут образовывать легко усвояемый и утилизируемый комплекс с минеральными хелатами в корме, улучшать эффективность абсорбции и использования минеральных элементов в кишечнике с образованием полезных витаминов (таких как витамин А и витамин Д).

Макромолекула лимонной кислоты также участвует в энергетическом обмене организма животных. Она является промежуточным продуктом в цикле трикарбоновых кислот и одним из конечных продуктов гликолиза, с образованием АТФ, используемом организмом.

«ОРГАНИКО ТАНИН» является экологически чистым компонентом корма, его можно добавлять в ежедневный рацион цыплят-бройлеров или поросят на всем протяжении выращивания, не опасаясь за то что в конечном продукте обнаружатся запрещенные или небезопасные для здоровья человека вещества.

Основными эффектами применения «ОРГАНИКО ТАНИН» являются:

- прямой антибактериальный эффект, благодаря подавлению роста грамотрицательных патогенных бактерий;

- антикокцидийный, противогрибковый и антиоксидантный эффекты;

- иммуномодулирующий эффект;

- стимуляция секреции пищеварительных ферментов, благодаря чему улучшается доступность питательных веществ корма (конверсия) и повышаются привесы;

- противодиарейный эффект в отъемный период у поросят;

- замедляет перистальтическую активность в кишечнике птицы, обеспечивая надлежащую и полную абсорбцию питательных веществ и воды. При этом у птицы напольного содержания существенно изменяется состояние подстилки – она становится более сухой;

- восстанавливает и укрепляет поврежденный слизистый слой кишечника при дизентерии и илеите свиней, некротическом энтерите и кокцидиозе птицы. Это свойство придает особую актуальность применению «ОРГАНИКО ТАНИН» на финишных стадиях откорма птицы и свиней, когда кокцидиостатики и кормовые антибиотики не включаются в состав комбикорма;

- повышение сохранности поросят и птицы;

- снижение выделения фосфора с пометом у птицы, благодаря улучшению коэффициента использования кальция и фосфора птицей;

- танин каштанового дерева и комплекс органических кислот синергично действуют в организме животного, тем самым усиливая друг друга.

«ОРГАНИКО ТАНИН» вводят в состав комбикормов, премиксов на комбикормовых заводах или в кормоцехах хозяйств, используя существующие технологии смешивания.

Нормы ввода составляют:

- поросятам 1-2 кг/т корма;

- свиньям на доращивании и откорме 0,5-1 кг/т корма;

- цыплятам бройлерам 1 кг/т корма;

- курам-несушкам 0,5-1 кг/т корма.