Пробиотическая добавка и способ ее получения
Изобретение относится к биотехнологии и сельскому хозяйству, может быть использовано при изготовлении комбикормов, содержащих пробиотики для сельскохозяйственных животных, птицы и рыб. Пробиотическую добавку готовят смешиванием биомассы бактерий Bacillus subtilis B-2250 и/или Bacillus licheniformis В-2252 и вспомогательных веществ носителя-сорбента и влагоемкого наполнителя. В качестве носителя-сорбента она содержит аэросил гидрофильный марки А и гидрофобный марки AM, влагоемкого наполнителя - смолы-катиониты ионообменные марок КБ-4П-2 и КУ-2-8чс в заданном соотношении компонентов по массе сухого вещества. Сухую микрокапсулированную форму пробиотической добавки получают методом капиллярно-сорбционного высушивания смеси компонентов до содержания влаги в готовом продукте (8-25)%. В результате изобретения получают микрокапсулированную форму пробиотической добавки, содержащую пробиотик, удобную в применении и употреблении, способную обеспечивать стабильность свойств на всех этапах приготовления. Названная пробиотическая добавка “Субтилис сухой микрокапсулированный” при употреблении улучшает конверсию корма и общее состояние животных, увеличивает привесы и предотвращает падеж животных. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.
Изобретение относится к биотехнологии в промышленности комбикормов конкретно к получению пробиотической добавки, предназначенной для повышения усвояемости кормов в результате улучшения пищеварения и профилактики заболеваний желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) различной этиологии, а также для повышения технологичности использования добавки в производстве и применении комбикормов.
В современной биотехнологии продуктов питания существует серьезная проблема снижения производительности производства продуктов питания, обусловленная гибелью животных, птицы, рыбы, особенно молодняка, от различных заболеваний ЖКТ.
В значительной мере к возникновению данных заболеваний ведет нарушение экобиомикроценоза желудочно-кишечного тракта за счет падения уровня бифидомикрофлоры кишечника организма-хозяина и, соответственно, напряженности его иммунитета, в т.ч. иммунитета слизистых.
Последнее является следствием активации патогенной и условно патогенной микрофлоры, попадающей в ЖКТ с недоброкачественным кормом, в результате инфекционного процесса, неудовлетворительной эпизоотической обстановки, неумеренного проведения антибиотико- и химиотерапии, влияния эндо- и экзотоксинов и т.п. Применение пробиотической кормовой добавки способствует нормализации экобиомикроценоза и снижению экономических потерь путем сохранения поголовья продуцентов и повышения живой массы.
Известна жидкая пробиотическая добавка "Бикадо" (ТУ-92.2900-017-02067968-95), содержащая лактулозу и применяемая при выращивании поросят путем добавления ее в корм животных.
Известны способы получения жидкой бифидогенной добавки (патент РФ от 30.07.99 г. №2165712, опубл. 27.04.01 г.) на основе бифидобактерий, лактулозы с обогащением ее небелковым азотом в виде гидроксида кальция и карбамида, а также добавки "Бифидофан" на основе лигнина, лактулозы и бифидобактерий.
Все эти пробиотические добавки отличаются низкой эффективностью при тяжелых формах инфекций, интоксикаций, обсемененности корма, нетехнологичностью применения.
Известен способ получения сухой таблетированной формы пробиотической добавки, содержащей рекомбинантный штамм Bacillus subtilis (Ромашова Н.Г. и др. Биотехнология 2001, №2, с.64-69), лактозу с защитным кислотоустойчивым покрытием таблетки из АФЦ, наносимым в "псевдокипящем слое".
Недостатком данного способа является то, что применение получаемой пробиотической добавки нуждается в специальном разрешении из-за наличия в ней генетически измененного штамма, кроме того, она нетехнологична в промышленном производстве комбикормов.
Отмеченные недостатки обуславливают актуальность и целесообразность разработки пробиотической добавки, способной повысить усвояемость кормов, улучшить процессы пищеварения, повысить напряженность иммунитета животных, птицы и рыб, улучшить технологичность применения в производстве комбикормов.
Наиболее близким к предложенному изобретению следует считать известный способ получения пробиотического препарата на основе Bacillus subtilis, согласно которому получают таблетированную форму или микрокапсулы, используя в качестве сорбента активированный уголь, карболонг, лактулозу, ацетилфтамелцеллюлозу или гель фосфата алюминия. В качестве вспомогательных веществ - стеорат кальция, тальк и/или крахмал, и/или аэросил, глюкозу, сухое молоко и/или метилцеллюлозу. Готовая форма этого препарата предназначена для лечения и профилактики желудочно-кишечных заболеваний человека (RU 2182009 С1, кл. А 23 К 1/165, 27.04.02).
При разработке пробиотической добавки учитывалась толерантность входящих в нее компонентов, особое внимание при этом обращалось на создание такой препаративной формы добавки, которая способна обеспечить стабильность свойств на всех этапах ее приготовления, хранения и применения, а также технологичность и удобство применения.
Технический результат, достигаемый от реализации изобретения, заключается в повышении эффективности производства продуктов питания за счет повышения жизнеспособности и выживаемости молодняка (молоди) животных, птицы, рыбы, увеличения их средней массы.
Задача по разработке пробиотической добавки, способной обеспечить требуемый результат, решена созданием сухой микрокапсулированной формы пробиотической добавки, содержащей спорообразующие бактерии Bacillus subtilis В-2250 и/или Bacillus licheniformis B-2252, аэросилы гидрофильный и гидрофобный марок А и AM (ТУ 6-18-185-84) и смолы-катиониты ионообменные марок КБ-4П-2 и КУ-2-8 чс (ГОСТ 20298-78) в следующих процентах по массе сухого вещества:
- биомасса Bacillus subtilis В-2250 - (0,5-6,0)%;
- и/или Bacillus licheniformis B-2252 - (0,5-6,0)%;
- аэросил гидрофильный марки А - (0,5-2,5)%;
- аэросил гидрофобный марки AM - (0,5-2,5)%;
- смола-катионит ионообменная марки КБ-4П-2 - (9-40)%;
- смола-катионит ионообменная марки КУ-2-8 чс - (50-85)%;
В предложенной пробиотической добавке в результате высокоинтенсивного диспергирующего механического воздействия и возникающих капиллярно-сорбционных процессов взаимодействия поверхностей микрочастиц гидрофильного и гидрофобного аэросилов, спорообразующих бактерий и частиц смол-катионитов спорообразующие бактерии Bacillus subtilis и/или Bacillus licheniformis заключены в микрокапсулу гидрофильного аэросила с возникновением деструкционно-эпитоксиальной системы, включающей также частицы влагоемкого сорбента (смолы-катиониты КБ-4П-2 и КУ-2-8 чс) и гидрофобного аэросила, обеспечивающие реологические свойства системы и оптимум протекания тепло-массообменных процессов.
Спорообразующие бактерии Bacillus subtilis B-2250 и/или Bacillus licheniformis B-2252, являющиеся действующим биологически активным началом про-биотической добавки, имеют свойства пробиотика, обладают четко выраженным антагонизмом к широкому спектру патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, высокой устойчивостью к пищеварительным сокам желудочно-кишечного тракта, и при попадании с кормом в ЖКТ животного, птицы или рыбы колонизируют его и вытесняют патогенные и условно-патогенные бактерии, восстанавливая тем самым нормальный экобиомикроценоз кишечника.
Штамм Bacillus subtilis B-2250 защищен патентом РФ №2184774 с приоритетом от 21.09.01 г., на штамм Bacillus licheniformis B-2252 подана заявка №2001126103 с приоритетом от 26.09.01 г.
Смолы-катиониты ионообменные КБ-4П-2 и КУ-2-8 чс являются влагоемким наполнителем и обладают высокой сорбционной емкостью. Выпускаются по ГОСТ 20298-78. В составе деструкционно-эпитоксиальной системы экранируют микрокапсулы от неблагоприятных взаимодействий окружающей среды. При соотношениях от 1:1 до 1:5 в кишечнике сорбируют на своей поверхности токсины, соли тяжелых металлов, анаболики, ксенобиотики, продукты их метаболизма и, усиливая перистальтику кишечника, естественным путем выводит их из организма.
Аэросил гидрофильный марки А является структурирующим веществом микрокапсул.
Аэросил гидрофобный марки AM за счет гидрофильно-гидрофобных взаимодействий с микрокапсулами и частицами ионообменных смол обеспечивает стабильность деструкционно-эпитоксиальной системы.
Аэросил гидрофильный марки А и аэросил гидрофобный марки AM выпускаются по ТУ 6-18-185-84.
Величина (8-25)% остаточной влаги в пробиотической добавке определяется регламентированной ГОСТом величиной остаточной влаги в корме, в который вносится добавка, и может меняться в указанном диапазоне.
Пробиотическая добавка является безвредной, побочных явлений и осложнений при ее применении в соответствии с Наставлением, утвержденным в установленном порядке, не наблюдается. Продукцию животных, птицы, рыб, получавших добавку, разрешается использовать в пищевых целях без каких либо ограничений.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения.
Пример 1. Состав пробиотической добавки с Bacillus subtilis B-2250
| Компонент | Содержание по массе сухого вещества, мас.% |
| Жидкая культура Bacillus subtilis B-2250 | 1,0 |
| Смола КБ-4П-2 | 80,0 |
| Смола КУ-2-8чс | 15,0 |
| Аэросил марки А | 2,0 |
| Аэросил марки AM | 2,0 |
Пример 2. Состав пробиотической добавки с Bacillus subtilis B-2250 и Bacillus licheniformis В-2252
| Компонент | Содержание по массе сухого вещества, мас.% |
| Жидкая культура Bacillus subtilis B-2250 | 0,5 |
| Жидкая культура Bacillus licheniformis B-2252 | 0,5 |
| Смола КБ-4П-2 | 15,0 |
| Смола КУ-2-8чс | 80,0 |
| Аэросил марки А | 2,0 |
| Аэросил марки AM | 2,0 |
Пример 3. Состав пробиотической добавки с Bacillus licheniformis B-2252
| Компонент | Содержание по массе сухого вещества, мас.% |
| Жидкая культура Bacillus licheniformis B-2252 | 1,0 |
| Смола КБ-4П-2 | 15,0 |
| Смола КУ-2-8чс | 80,0 |
| Аэросил марки А | 2,0 |
| Аэросил марки AM | 2,0 |
Пример 4. Реализация способа получения пробиотической добавки.
Получение пробиотической добавки осуществляют в высокоинтенсифицированном смесителе-измельчителе с преимущественно конвективным режимом смещения с коэффициентом заполнения 0,4-0,5. В емкость смесителя загружают предварительно взвешенные порции влагоемкого сорбента и высокодисперсного наполнителя и смешивают в течение не менее 2,5 мин. При работающей мешалке смесителя передают из мерника самотеком или перистальтическим насосом жидкую культуру Bacillus subtilis B-2250 и/или Bacillus licheniformis B-2252 co скоростью подачи ОД-0,2 дм3·мин-1. По окончании передачи жидкой культуры смешение продолжают не менее 3 мин для дальнейшего диспергирования и микрокапсулирования жидкой культуры и его одновременным обезвоживанием капиллярно-химическим методом. По окончании процесса смешения пробиотическую добавку при работающей мешалке выгружают в сборную емкость.
Готовая пробиотическая добавка представляет собой механическую смесь микрокапсулированной жидкой культуры Bacillus subtilis B-2250 и/или Bacillus licheniformis B-2252 с влагоемким сорбентом с величиной влажности и биологической активности, регулируемой соотношением жидкая культура/влагоемкий сорбент, с коэффициентом неоднородности не более 8% и стабильными физико-механическими характеристиками.
В соответствии с предложенным способом приготовлено 10 серий, характеристики которых подтверждают высокую воспроизводимость способа получения пробиотической добавки и стабильность показателей ее качества.
Эффективность предложенной пробиотической добавки на основе Bacillus subtilis В-2250 и Bacillus licheniformis B-2252 была испытана на новорожденных телятах и поросятах с острыми кишечными заболеваниями на фоне сложной эпизоотической обстановки в хозяйстве. Животные контрольных групп содержались согласно принятой в хозяйстве зоотехнической технологии. Телятам и поросятам опытных групп дополнительно задавали предложенную пробиотическую добавку перорально с небольшим количеством воды за 30 минут до кормления в разовой дозе на голову по 25 г телятам и по 30 г поросятам три раза в сутки в течение трех суток. Наблюдения показали, что в опытных группах уже через сутки после дачи пробиотической добавки улучшилось общее состояние животных, а еще через двое суток все животные были практически здоровы. Падежа животных в опытных группах не было. В контрольных группах состояние животных оставалось тяжелым, падеж составил 12% у телят и 28% у поросят.
Предложенная пробиотическая добавка на основе Bacillus subtilis В-2250 была испытана в Бисеровском рыбокомбинате Московской области на молоди форели. Проведены 6 курсов дачи пробиотической добавки с мая по октябрь 2002 г.. Результаты приведены в таблице 1.
Таблица 1. Результаты испытаний пробиотической добавки на молоди форели.
| Дата | 23 мая | 21 июня | 12 июля | 14 августа | 26 августа | 18 сентября | 15 октября |
| Опыт, г | 0,3 | 4,69 | 13,0 | 20,54 | 28,6 | 52,78 | 74,13 |
| Контроль, г | 0,3 | 4,75 | 11,5 | 16,0 | 24,56 | 42,18 | 60,21 |
В результате использования пробиотической добавки в опытных садках выращено 1193 кг форели. В садках контроля, где добавка не применялась, выращено 969 кг. Прирост живой массы форели в опыте по сравнению с контролем составил 224 кг (на 23% больше). Доход, при цене на посадочный материал 250 руб./кг и расходах на пробиотическую добавку 246 руб., составил 56000 руб.
Предложенную пробиотическую добавку просим назвать “Субтилис сухой микрокапсулированный”.
1. Пробиотическая добавка, содержащая биомассу спорообразующих бактерий Bacillus subtilis, носитель-сорбент и вспомогательное вещество, отличающаяся тем, что она содержит биомассу бактерий Bacillus subtilis В-2250 и/или Bacillus licheniformis В-2252, в качестве носителя-сорбента - аэросил гидрофильный марки А и гидрофобный марки AM, вспомогательного вещества - смолы-катиониты ионообменные марки КБ-4П-2 и КУ-2-8 чс, при следующем соотношении компонентов по массе сухого вещества, мас.%:
биомасса Bacillus subtilis В-2250 0,5-6,0
и/или биомасса Bacillus licheniformis В-2252 0,5-6,0
аэросил гидрофильный марки А 0,5-2,5
аэросил гидрофобный марки AM 0,5-2,5
смола-катионит ионообменная марки КБ-4П-2 9-40
смола-катионит ионообменная марки КУ-2-8 чс 50-85.
2. Способ получения пробиотической добавки, предусматривающий смешивание биомассы спорообразующих бактерий Bacillus subtilis, носителя-сорбента и вспомогательных веществ и обезвоживание полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве биомассы Bacillus subtilis используют биомассу бактерий Bacillus subtilis В-2250 и/или Bacillus licheniformis В-2252, носителя-сорбента - аэросил гидрофильный марки А и гидрофобный марки AM, вспомогательного вещества – смолы-катиониты ионообменные марок КБ-4П-2 и КУ-2-8 чс, обезвоживание смеси ведут методом капиллярно-сорбционного высушивания до содержания влаги в готовом продукте 8-25%.
