Балластное вещество
Владельцы патента RU 2460312:
НОЙФЕЛЬД Клаус (AT)
ГРАБХЕРР Хельмут (AT)
ВЕСТЕРКАМП Арнольд (DE)
Группа изобретений относится к биотехнологии. Балластное вещество в качестве пищевой добавки для человека и животных с однокамерным желудком содержит композицию волокон, в состав которой входят: лигноцеллюлоза, ферментируемая волокнистая субстанция (корный материал древесины мягких пород, твердых пород или смесей из них) и плохо ферментируемая или неферментируемая волокнистая субстанция (волокна древесины мягких пород, древесины твердых пород и их смесей) в соотношении от 1:100 до 100:1, изохинолиновые алкалоиды. Получают балластное вещество, очищают и удаляют примеси на этапе (а). Сушат компоненты до содержания сухих веществ 3-12% на этапе (b), измельчают, просеивают на этапе (с) и смешивают. Прессуют смесь на этапе (d) и дробят до желаемого размера частиц и смешивают на этапе (е). Добавляют растительный материал, содержащий изохинолиновые алкалоиды, перед прессованием на этапе (d) и перед смешением дробленных компонентов на этапе (е). По второму варианту способа изохинолиновые алкалоиды добавляют на этапах смешивания (iv) или прессования и дробления на этапе (v). Балластное вещество входит в состав корма (в количестве от 0,01 до 50 мас.%, в расчете на полный вес корма), премикса корма (до >99%). Его применяют в качестве пищевой добавки в питании человека, в качестве кормовой или пищевой добавки для снижения веса. Группа изобретений обеспечивает повышение эффекта насыщения и снижение аппетита. 8 н. и 20 з.п. ф-лы, 9 табл., 7 пр.
Изобретение относится к пищевым добавкам для животных и человека, в частности к балластным веществам.
Балластные вещества имеют бесспорное значение для здоровья человека и животных, для стабильности пищеварения и хорошего самочувствия. В области откорма сельскохозяйственных животных эти знания были реализованы в рамках Директивы ЕС, которая вступила в силу 4 августа 2006 [для Федеративной Республики Германия: “Bendes-gesetzblatt”, год выпуска 2006, часть 1, № 37, §25(6)]. Так, в полнорационном корме для супоросных молодых свиней и свиноматок предписано содержание сырой клетчатки по меньшей мере 8% в сухой массе. В любом случае при кормлении животных за одну неделю перед наступлением опороса нужно следить за тем, чтобы был гарантирован прием сырой клетчатки, по меньшей мере, 200 г в день.
Используемое в обиходе выражение "балластные вещества" до некоторой степени проблематично. Во-первых, потому что под обозначаемыми так компонентами пищи никоим образом не подразумевается бесполезный балласт, как предполагается этим выражением, а во-вторых, потому что при этом речь идет о сложной группе веществ с разнообразным физиологическим действием. Общее у них то, что они проходят через тонкий кишечник, не перевариваясь. Все балластные вещества являются полисахаридами, за исключением лигнина - полимера фенилпропана. Во всяком случае определение и дальнейшая классификация балластных веществ противоречивы. Согласно "биологическому" определению имеются в виду углеводы, которые в тонком кишечнике не разлагаются ферментами и вследствие этого доходят до толстой кишки, плюс лигнин. Под это определение подпадает также та доля крахмала, которая не разлагается ферментами в тонком кишечнике (резистентный крахмал), ферментируется флорой толстой кишки и тем самым развивает в толстой кишке биологическое действие. "Химическое" определение гласит: балластными веществами являются некрахмальные полисахариды (по-немецки называемые структурными углеводами) плюс лигнин. Последнее из приведенных определений не включает резистентный крахмал, вследствие чего влияние той доли крахмала, которая переходит в ободочную кишку, остается неучтенным.
Если рассматривать происхождение балластных веществ, то их можно разделить на: a) волокна, которые служат для поддержания структуры растений, b) растительные слизистые вещества и c) накапливающиеся полисахариды. Балластные вещества животного происхождения, как, например кутин, практического значения не имеют. Тот факт, что часть балластных веществ имеет волокнистую структуру, привел к также часто использующемуся для этой группы веществ обозначению "растительные волокна", "волокнистые вещества", а также к становящемуся все более популярным в английском языковом пространстве обозначению dietary fiber (пищевые волокна). К сожалению эти понятия также являются дезориентирующими, потому что, как следует из вышеперечисленного, не все балластные вещества имеют волокнистую структуру. Кроме того, достойно упоминания понятие "сырая клетчатка", под которым в ходе анализа по Веенде были обобщены различные скелетные вещества, не растворимые в разбавленных кислотах и щелочах. Доля сырой клетчатки в большинстве случаев лежит заметно ниже доли балластных веществ, причем соотношение между этими двумя величинами колеблется в зависимости от состава пищи. Для понимания физиологического действия целесообразно разделение балластных веществ на растворимые/нерастворимые, а также на легко/трудно ферментируемые и вплоть до вообще неферментируемых.
Самыми частыми компонентами балластных веществ являются целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин, инулин, фруктоолигосахариды и растительные гидроколлоиды.
Целлюлоза является характерной составной частью стенок растительных клеток и по существу определяет их структуру. Она является наиболее широко распространенной макромолекулой на земле. Целлюлоза образована исключительно из соединенных 1,4-связью звеньев β-глюкозы, речь идет о высокополимерном полисахариде с неразветвленной цепочечной молекулярной структурой. Целлюлоза не растворяется в воде и имеет высокую водопоглощающую способность.
Гемицеллюлоза представляет собой полисахариды, состоящие из пентоз (арабиноза, ксилоза) и гексоз (глюкоза, манноза, галактоза). Основную структуру гемицеллюлозы образуют цепные молекулы, которые в отличие от целлюлозы имеют в большинстве своем короткие боковые цепи из различных сахаров или остатков сахарной кислоты или также легко могут быть разветвленными. Способность к сильному набуханию объясняется высоким содержанием в них гидрофильных групп.
Лигнин является трехмерной макромолекулой, образованной из звеньев фенилпропана, объединенных в полимерное соединение. Лигнин имеет существенно меньше полярных групп, чем полисахариды, и поэтому является гидрофобным и не растворяется в воде.
Из-за высокой водопоглощающей способности целлюлоза и гемицеллюлоза повышают объемное раздражение в кишке, из-за чего возбуждается перистальтика, и ускоряется прохождение через толстую кишку. Тем самым они препятствуют запору.
Инулин и фруктоолигосахариды - это полисахариды, которые образуются многими растениями как резервные вещества. Инулин и фруктоолигосахариды растворяются в воде.
К группе балластных веществ относятся также растительные гидроколлоиды, как, например пектин и камедь плодов рожкового дерева. Они являются водорастворимыми, гелеобразующими и, как таковые, вызывают повышение вязкости пищевой кашицы. Повышение вязкости с очевидностью приводит к замедлению прохождения через желудок и тонкую кишку.
Ферментируемые балластные вещества, как, например, инулин, фруктоолигосахариды и пектин, быстро и почти полностью разлагаются бактериями в ободочной кишке, так как они служат пищей кишечной флоре. При этом образуются короткоцепочечные жирные кислоты, преимущественно уксусная кислота, пропионовая кислота и масляная кислота, которые оказывают положительное действие на пищеварительный тракт и вообще на здоровье животных. Эти короткоцепочечные жирные кислоты снижают значение pH принятой пищи, вследствие чего происходит стабилизация флоры толстой кишки, подавляется бактериальная миграция патогенных микробов в области тонкой кишки и, тем самым, предотвращаются заболевания, протекающие с поносом. Кроме того, эти короткоцепочечные жирные кислоты стимулируют обратную резорбцию натрия и воды из ободочной кишки. Это следующий механизм, который эффективен для профилактики поноса. Образованная масляная кислота служит для клеток слизистой оболочки толстой кишки как субстрат, поставляющий энергию, тем самым усиливается способность слизистой оболочки к регенерации, и она сохраняется здоровой. Благодаря описанному снижению pH и влиянию на кишечную флору снижается концентрация аммиака в толстой кишке. Это имеет большое значение для здоровья кишки, так как аммиак является сильно ядовитым продуктом обмена, который вызывает воспаления и повреждения клеток и может привести к стойкому повреждению эпителия кишки. Кроме того, вредное действие аммиака не ограничивается кишечным трактом, аммиак попадает в организм в целом и может повредить также другие органы. Стоит упомянуть также, что образующиеся в процессе ферментации короткоцепочечные жирные кислоты попадают в кровеносное русло и поступают в распоряжение животного как энергия, которая может быть использована дополнительно.
Балластные вещества вообще имеют большое практическое значение для питания как животных, так и человека. Обычно считается, что балластные вещества ускоряют время прохождения через пищеварительный тракт. Однако это справедливо только для области толстой кишки, напротив, в желудке и тонкой кишке время прохождения остается без изменений или даже удлиняется. Как для растворимых, так и для нерастворимых балластных веществ описано, что они могут уменьшать частоту освобождения желудка. В научной литературе обсуждается, что это имеет положительное влияние на переваривание белков из-за большей длительности воздействия желудочной кислоты и ферментов.
Для сохранения здоровой кишечной среды имеет значение сочетание ферментируемых и мало ферментируемых балластных веществ.
На практике, в частности, при кормлении животных, часто используемыми носителями сырой клетчатки являются пшеничные отруби, сушеный свекловичный жом, травяная мука и сырая клетчатка, полученная из лигноцеллюлозы.
Пшеничные отруби отличаются низким энергосодержанием при относительно высоком содержании сырой клетчатки. Доля ферментируемых бактериями балластных веществ также высока. Благодаря своему высокому содержанию фосфора при низком содержании кальция пшеничные отруби подходят, например, в случае свиней в фазе подготовки к опоросу, в качестве носителя сырой клетчатки для поддержки MMA-профилактики (т.е. профилактики мастита-метрита-агалактии). Правда, пшеничные отруби могут в высокой степени содержать микотоксины, что, как известно, может привести к проблемам со здоровьем.
Сушеный свекловичный жом также имеет высокое содержание сырой клетчатки и высокую долю ферментируемых бактериями балластных веществ. Влажные, вязкие экскременты, обусловленные кормлением сушеным свекловичным жомом, а также высокое содержание кальция, которое из-за повышения значения pH мочи способствует инфекциям мочевых путей и, тем самым, возникновению MMA, имеют отрицательное влияние на подготовку к родам. Поэтому применение сушеного свекловичного жома в больших количествах у племенных свиноматок несколько проблематично.
Травяная мука имеет низкое энергосодержание при высоком содержании сырой клетчатки и высокую долю ферментируемых бактериями балластных веществ. Возможна отягощенность микотоксинами.
В последнее время продукты сырой клетчатки из лигноцеллюлозы хорошо показали себя при вскармливании сельскохозяйственных животных. Под лигноцеллюлозой понимают целлюлозу и гемицеллюлозу с включениями лигнина, т.е. речь идет об одревесневшем растительном материале. Преимуществами этих продуктов являются стандартизированное содержание сырой клетчатки, то, что они не содержат микотоксинов, и термическое оздоровление процесса производства.
Использование этих продуктов сырой клетчатки уже оправдало себя при кормлении свиноматок. Высокое содержание сырой клетчатки приводит к хорошему удовлетворению от насыщения, что, как следствие, имеет успокаивающий эффект на поведение животных. Также хорошо документировано, что эти продукты сырой клетчатки из лигноцеллюлозы, благодаря ускоренному прохождению через толстую кишку способствуют предупреждению запоров и, тем самым, вносят существенный вклад в профилактику MMA, не подвергая животных опасности отягощения микотоксинами, как это возможно в случае других носителей сырой клетчатки.
Применение древесины или древесной муки в питании животных известно. В документе EP 1 542 545 B1 раскрывается пищевая добавка, которая состоит из так называемого концентрата сырой клетчатки из "расщепленной на волокна" лигноцеллюлозы. Применение фибрилл целлюлозы в корме описано в EP 0 819 787 A2.
Имеющиеся в настоящее время в продаже продукты сырой клетчатки на основе лигноцеллюлозы состоят из нерастворимых, плохо ферментируемых балластных веществ. Однако с точки зрения физиологии питания, важно применение комбинации плохо или неферментируемых и ферментируемых балластных веществ. Ферментируемые балластные вещества приводят к образованию в кишке органических кислот, в частности молочной кислоты, а также летучих жирных кислот, причем для обмена веществ в кишечных ворсинках и для обратной резорбции воды в кишке существенное значение имеет прежде всего масляная кислота. Однако чрезмерный прием ферментируемых волокон (балластных веществ) приводит к ухудшению консистенции экскрементов и к значительному газообразованию в просвете кишки. Усиленное газообразование у сельскохозяйственных животных неблагоприятно с энергетической точки зрения, так как это приводит к потере энергии.
Таким образом, оптимального влияния на активность обмена веществ или на здоровое пищеварение организмов нельзя достичь использованием в качестве балластных веществ только ферментируемых или только плохо ферментируемых или неферментируемых волокнистых веществ, а требуется сбалансированная комбинация этих компонентов.
Изобретение предлагает улучшенное балластное вещество, которое состоит из содержащей лигноцеллюлозу композиции волокон, которая содержит фракцию ферментируемых в пищеварительном тракте и фракцию плохо или неферментируемых в пищеварительном тракте волокнистых веществ.
Под ферментируемым в пищеварительном тракте волокнистым веществом понимаются волокнистые вещества, которые частично или полностью разлагаются микробами в пищеварительном тракте с образованием кислот. Под плохо ферментируемыми или неферментируемыми в пищеварительном тракте волокнистыми веществами понимаются волокнистые вещества, которые у животных с однокамерным желудком (Monogastrier) и у людей плохо или медленно разлагаются микробами в пищеварительном тракте. В кругу специалистов исходят обычно из того, что плохо ферментируемые или неферментируемые волокнистые вещества являются нерастворимыми, тогда как легко ферментируемые волокнистые вещества растворимы.
Соотношение между ферментируемой и плохо ферментируемой или неферментируемой фракцией в балластном веществе по изобретению может, в зависимости от применения, варьироваться в широком диапазоне. Это соотношение может составлять, например, от 1:100 до 100:1.
Согласно изобретению можно предусмотреть, чтобы содержащий лигноцеллюлозу материал использовался в необработанной или обработанной форме. Содержащий лигноцеллюлозу материал можно согласно изобретению использовать в очищенной и подготовленной форме.
Согласно одному из признаков изобретения предполагаемое балластное вещество включает содержащий лигноцеллюлозу материал, который образован из фракции ферментируемых в пищеварительном тракте и фракции плохо ферментируемых или неферментируемых в пищеварительном тракте волокнистых веществ.
В качестве сырья для такого балластного вещества по изобретению можно назвать, например, кору деревьев мягких пород, кору деревьев твердых пород и древесину лиственницы (Larix spp.). В качестве предпочтительных согласно изобретению корных материалов можно назвать, например, кору семейства сосновых (Pinus spp.).
В качестве ферментируемых волокнистых компонентов можно использовать также другое сырье, которое хорошо ферментируется в пищеварительном тракте, как, например, олигосахариды, пектины, инулин и растительный материал, который содержит эти ферментируемые волокнистые вещества, как, например, цикорий, топинамбур и т.д.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество по изобретению содержало корный материал, который выбран из группы, состоящей из корного материала деревьев мягких пород, корного материала деревьев твердых пород или их смесей. Предпочтительное согласно изобретению балластное вещество может содержать корный материал семейства сосновых.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество по изобретению содержало древесину лиственницы.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество по изобретению содержало древесину лиственницы и корный материал деревьев мягких пород и/или корный материал деревьев твердых пород. Предпочтительное согласно изобретению балластное вещество может содержать корный материал семейства сосновых и древесину лиственницы.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество было смесью из
- по меньшей мере одного содержащего лигноцеллюлозу сырья, которое включает фракцию ферментируемых в пищеварительном тракте волокнистых веществ, и
- по меньшей мере, одного содержащего лигноцеллюлозу сырья, которое включает фракцию плохо ферментируемых или неферментируемых в пищеварительном тракте волокнистых веществ.
В качестве сырья с неферментируемым волокнистым веществом в рамках настоящего изобретения можно назвать прежде всего твердую и мягкую древесину, а также все другие растительные компоненты, содержащие плохо ферментируемые или неферментируемые растительные волокна (лигноцеллюлозу, как, например, камыш, солома и т.д.).
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало, по меньшей мере, одну древесину, выбранную из группы, состоящей из мягкой древесины, твердой древесины и их смесей, и, по меньшей мере, один корный материал, выбранный из группы, состоящей из корного материала деревьев мягких пород, корного материала деревьев твердых пород и их смесей.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало мягкую древесину, выбранную из группы, состоящей из еловой древесины (Picea spp.), сосновой древесины (Pinus spp.), древесины лиственницы (Larix spp.) и их смесей, и корный материал, выбранный из группы, состоящей из корного материала деревьев мягких пород, корного материала деревьев твердых пород и их смесей.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало мягкую древесину, выбранную из группы, состоящей из еловой древесины, сосновой древесины, древесины лиственницы и их смесей и корный материал семейства сосновых.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало корный материал, выбранный из группы, состоящей из корного материала деревьев мягких пород, корного материала деревьев твердых пород и их смесей, и по меньшей мере одну твердую древесину. Согласно изобретению, в компонентах твердой древесины могут использоваться, например, бук (Fagus spp.), тополь (Populus spp.), береза (Betula spp.) и т.п. Согласно одной предпочтительной форме осуществления изобретения балластное вещество содержит, например, корный материал хвойных и твердую древесину, выбранную из бука, тополя, березы и их смесей.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало смесь древесины лиственницы и другой мягкой древесины.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало древесину лиственницы и мягкую древесину, выбранную из группы, состоящей из еловой древесины, сосновой древесины и их смесей.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало смесь древесины лиственницы и, по меньшей мере, одну твердую древесину. Согласно изобретению в компонентах твердой древесины могут применяться, например, бук, тополь, береза и т.п.
Согласно одной особенно предпочтительной форме осуществления изобретения балластное вещество может содержать смесь корного материала, предпочтительно сосновой коры, с древесиной лиственницы и, по меньшей мере, одной следующей мягкой древесиной, в частности, еловой древесиной и/или сосновой древесиной.
Согласно следующей особенно предпочтительной форме осуществления изобретения балластное вещество может содержать смесь корного материала, предпочтительно сосновую кору, со смесью сосновой древесины и еловой древесины.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество содержало изохинолиновые алкалоиды, в частности алкалоиды бензофенантридина. Алкалоиды могут содержаться в виде растительных материалов, таких как корневища, листья, стебли и т.п.
Например, для настоящего изобретения могут использоваться растительные материалы Papaveraceae (маковые). Как особенно предпочтительные растения можно назвать, например, Sanguinaria canadensis, Macleaya cordata, Chelidonium majus, Hydrastis canadensis и т.д. Papaveraceae содержат изохинолиновые алкалоиды, в частности, алкалоиды бензофенантридины, как, например, сангвинарин и хелеритрин.
Согласно изобретению могут также содержаться экстракты растительных материалов, как, например, Sanguinaria canadensis или Macleaya cordata или других Papaveraceae. Согласно одной предпочтительной форме осуществления изобретения применяются экстракты из Macleaya cordata.
Подходящие согласно изобретению экстракты из растительных материалов могут быть получены любым известным способом экстракции, как, например, водная экстракция, спиртовая экстракция, экстракция посредством CO2 и т.п.
Согласно изобретению в балластном веществе могут также содержаться соли или производные выделенных изохинолиновых алкалоидов или их синтетические аналоги.
Балластное вещество по изобретению предпочтительно содержит алкалоиды бензофенантридины, в частности, сангвинарин и хелеритрин, причем доза сангвинарина может варьироваться, например, между 0,00001 мас.% и 50 мас.%, в расчете на полный вес балластного вещества. Согласно одной предпочтительной форме осуществления отношение сангвинарина к хелеритрину может составлять примерно 2:1.
Алкалоиды бензофенантридины известны своим повышающим продуктивность и усиливающим аппетит действием у животных. Неожиданно с алкалоидсодержащим балластным веществом по настоящему изобретения удалось достичь дальнейшего повышения эффекта насыщения. Этот эффект имеет значение, в частности, у племенных свиноматок. Однако он представляет интерес также для других животных, в частности, для собак и кошек, у которых балластное вещество по изобретению может применяться для снижения аппетита, в частности, в связи с профилактикой и лечением ожирения. Но и для домашнего животного с нормальным весом, которое часто из-за аппетенции после кормления (попрошайничество) может очень досаждать владельцу животного, можно с успехом применять балластное вещество по изобретению.
Настоящее изобретение относится также к способу получения балластного вещества по изобретению.
Согласно изобретению способ включает следующие этапы:
(a) очистка компонентов балластного вещества, которое выбрано из группы, состоящей из корного материала деревьев твердых пород, корного материала деревьев мягких пород, древесины лиственницы, мягкой древесины, твердой древесины и их смесей и удаление примесей,
(b) сушка компонентов до содержания сухих веществ примерно 3-12%,
(c) измельчение компонентов и при необходимости просеивание на желаемый размер частиц,
(d) прессование отдельных компонентов,
(e) измельчение компонентов в дробилке до желаемого размера частиц и последующее смешение компонентов.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы перед прессованием на этапе (d) по меньшей мере к одному из компонентов примешивался растительный материал, содержащий изохолиновые алкалоиды, или по меньшей мере один из компонентов опрыскивался экстрактом, содержащим изохолиновые алкалоиды.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы при смешении дробленных компонентов на этапе (e) примешивать содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал или опрыскивать содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом.
Согласно другому варианту выполнения изобретения способ содержит следующие этапы:
(i) очистка компонентов балластного вещества, которое выбрано из группы, состоящей из корного материала деревьев твердых пород, корного материала деревьев мягких пород, древесины лиственницы, мягкой древесины, твердой древесины и их смесей и удаление примесей,
(ii) сушка компонентов до содержания сухих веществ примерно 3-12%,
(iii) измельчение компонентов и при необходимости просеивание на желаемый размер частиц,
(iv) смешение измельченных и при необходимости просеянных компонентов,
(v) прессование смеси и последующее измельчение в дробилке до желаемого размера частиц.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы при смешении компонентов на этапе (iv) примешивать содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал или опрыскивать содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть, чтобы к дробленой смеси с этапа (v) примешивать содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал или опрыскивать ее содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом.
Согласно изобретению можно предусмотреть корм, который содержит балластное вещество, какое было определено выше. Корм содержит, по меньшей мере, один кормовой компонент, выбранный из группы, состоящей из носителя белков, носителя углеводов, грубого корма, консервированного зеленого корма (силос), жиров, витаминов, минеральных веществ и микроэлементов. Как пример носителя углеводов можно назвать зерно, зерновые продукты, кукурузу и т.п. В качестве примеров носителя белков можно назвать костную муку, продукты из сои, молочные белки, продукты из рапса, как, например, рапсовый жмых или рапсовый шрот и т.п. В качестве примеров грубого корма, которые содержатся, например, в кормах для жвачных животных, грызунов и семейства зайцев, можно назвать сено, солому и т.п., а также все виды силоса.
Содержание балластного вещества по изобретению в корме можно варьировать в широком диапазоне. Согласно изобретению можно предусмотреть, чтобы в корме содержалось от 0,01 до 50 мас.% балластных веществ, в расчете на полный вес корма.
Согласно следующему признаку изобретения для получения корма может предусматриваться пищевая добавка, какая определена выше, причем пищевая добавка содержит балластное вещество по изобретению.
Согласно следующему признаку изобретения можно предусмотреть премикс корма для получения корма, какой определен выше, причем премикс корма содержит балластное вещество по изобретению. К премиксам кормов относятся также кормовые добавки. В таких премиксах кормов или кормовых добавках может содержаться до >99% балластного вещества по изобретению.
Согласно изобретению можно предусмотреть, чтобы корм, соответственно кормовая добавка или премикс корма для получения корма, включали содержащее изохолиновые алкалоиды балластное вещество по настоящему изобретения для снижения апатита, для повышения удовлетворения насыщением и при необходимости для снижения веса.
Балластное вещество по изобретению можно смешивать с обычным кормом для животных в порошкообразной, гранулированной или дробленой форме. Балластное вещество может также быть выполнено в виде жевательного изделия, например, кости для жевания. При этом балластное вещество по изобретению может применяться самостоятельно или вместе с обычными составляющими корма, такими как носители белков, носители углеводов, масла, жиры, носители витаминов и минералов, технические вспомогательные вещества и т.д.
Далее настоящее изобретение подробнее объясняется на примерах.
Пример 1: Получение балластного вещества по изобретению
В качестве сырья использовалась сосновая кора, древесина лиственницы и еловая древесина или сосновая древесина или смесь еловой и сосновой древесины в количественном соотношении примерно 30% сосновой коры, примерно 20% древесины лиственницы и примерно 50% еловой древесины, или сосновой древесины, или смеси еловой древесины с сосновой древесиной. Сырье очищали и освобождали от примесей, затем сушили до содержания сухих веществ 10% и измельчали. При необходимости можно провести просеивание на желаемый размер зерна. Затем отдельные компоненты прессовали, затем измельчали в дробилке до желаемого размера частиц и затем смешивали друг с другом.
Альтернативно можно смешивать друг с другом молотые исходные компоненты до прессования.
При необходимости опрыскивают содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом или примешивают содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал. Растворимую форму экстракта можно разбрызгивать позднее на готовый продукт.
Пример 2: Получение балластного вещества по изобретению
Используют еловую древесину или смесь еловой древесины с сосновой древесиной с сосновой корой при соотношении компонентов в смеси 1:1. Обработку проводят как в Примере 1.
Пример 3 : Получение балластного вещества по изобретению
В качестве сырья используют 100%-ную сосновую кору. Обработку проводят как в Примере 1.
Пример 4 : Предпочтительные композиции балластного вещества по изобретению:
Композиция 1:
Продукт содержит до 50% еловой или сосновой древесины или их смеси, до 30% сосновой коры и до 20% древесины лиственницы.
Древесину и кору измельчают, например, следующим образом: 0% частиц>0,28 мм, 4-8% частиц>0,20 мм, 52-68% частиц>0,08 мм, 20-32% частиц<0,08 мм.
Компоненты смешивают и затем применяют в виде муки.
Композиция 2:
Фракции коры и древесины такие же, как в композиции 1.
Компоненты композиции прессуют и затем дробят, причем все равно смешивают ли компоненты до или после прессования или же только в конце процесса получения, т.е. уже в дробленой форме.
Прессованный и дробленый продукт может иметь, например, следующее распределение частиц по размерам: 0% частиц>2,0 мм, 60-63% частиц>1,0 мм, 32-34% частиц>0,5 мм, 5-7% частиц<0,5 мм.
Композиция 3:
Фракции коры и древесины такие же, как в композиции 1.
Компоненты композиции прессуют и затем дробят. Компоненты можно смешивать перед или после прессования или же только в конце процесса получения, т.е. уже в дробленой форме.
Прессованный и дробленый продукт может иметь, например, следующее распределение частиц по размерам: 0% частиц>8,0 мм, 78-83% частиц>3,15 мм, 15-18% частиц>2,0 мм, 0-1% частиц<2,0 мм.
Эти три композиции балластных веществ по изобретению могут иметь, например, влагосодержание 8,5-9,3%. Все три композиции отличаются, кроме того, тем, что они имеют влагоудерживающую способность, которая соответствует по меньшей мере их 5-кратному собственному весу. Кроме того, все три композиции имеют полное содержание пищевых волокон 85% (tdf=все пищевые волокна).
Описанное очень высокое содержание всех пищевых волокон (tdf) особенно благоприятно с точки зрения физиологии питания, и в этой форме не может быть достигнуто ни с одним известным из уровня техники носителем балластных веществ. В соответствии с уровнем техники специалист исходит из того, что композиции волокон на основе лигноцеллюлозы у животных с однокамерным желудком не ферментируются в пищеварительном тракте или ферментируются лишь в незначительной степени. Поэтому оказалось неожиданным, что композиции балластных веществ согласно изобретению из содержащего лигноцеллюлозу материала в указанных комбинациях по изобретению ферментируются в пищеварительном тракте и ведут к массовому образованию органических кислот, в частности молочной кислоты, которое существенно превышает значения для обычных носителей сырой клетчатки.
Пример 5: Способность к образованию молочной кислоты у балластных веществ по изобретению
В рамках одного опыта различные композиции балластного вещества по изобретению инкубировали в системе для испытаний in vitro с содержимым слепой кишки домашней птицы и изучали влияние различных волокнистых продуктов на повышение способности к образованию молочной кислоты, образованию летучих жирных кислот и на другие параметры. В этом исследовании, как и следовало ожидать, можно было установить, что обычные продукты на основе лигноцеллюлозы практически не приводят к образованию молочной кислоты, почему они, как известно специалисту, считаются плохо или неферментируемыми волокнами.
Неожиданно результаты с композициями различных балластных веществ по изобретению показали повышение продукции молочной кислоты до почти 30-кратного значения по сравнению с обычными продуктами из лигноцеллюлозы. Результаты сведены в следующей Таблице 1:
| Таблица 1 | ||
| Среднее значения D-лактат в мг/л | Ферментация - образование D-лактата в мг/л (Измеренное значение минус нулевое значение) | |
| Нулевое значение | 2,25 | |
| Лигноцеллюлоза | 3,85 | 1,60 |
| Изобретение 1* | 21,90 | 19,65 |
| Изобретение 2* | 47,10 | 44,85 |
| Изобретение 3* | 48,50 | 46,25 |
| Изобретение 4* | 34,50 | 32,25 |
| Корм | 14,00 | 11,75 |
| Кукурузный крахмал | 31,90 | 29,65 |
| Куски свеклы | 8,52 | 6,27 |
| Волокна цитрусовых | 9,32 | 7,07 |
| Фруктовые волокна 1 | 16,50 | 14,25 |
| Фруктовые волокна 2 | 3,07 | 0,82 |
| * изобретение 1: балластное вещество по изобретению, которое содержит древесину лиственницы+кору лиственницы; изобретение 2: балластное вещество по изобретению, которое содержит сосновую кору; изобретение 3: балластное вещество по изобретению, которое содержит твердую древесину+кору деревьев твердых пород; изобретение 4: балластное вещество по изобретению, которое содержит 20% древесины лиственницы+30% сосновой коры+50% еловой древесины+сосновой древесины. |
Образованная молочная кислота имеет большое значение с точки зрения физиологии питания, так как она приводит к защитному действию от определенных, в частности, патогенных микробов в просвете кишки. Особенно важный эффект балластных веществ по изобретению объясняется тем, что содержащие лигноцеллюлозу вещества благодаря своему адсорбционному действию приводят к накоплению на поверхности, например, патогенных микробов, которые инактивируются локальной, повышенной в частицах балластного вещества продукцией молочной кислоты, или может подавляться их размножение. Например, бактерии присутствуют на частицах балластного вещества как бактерии Coli, клостридии и т.д. Из-за ферментируемой фракции материала особенно необходимы молочнокислые бактерии. При этом они образуют молочную кислоту, и эта молочная кислота окружает частицы балластного вещества. Тем самым, вокруг частицы получается очень ограниченная область молочной кислоты, так что накопившиеся там патогенные или вредные микробы подавляются. Этот особенно выгодный эффект от настоящего изобретения в случае балластных веществ согласно уровню техники не наблюдается.
Кроме того, содержащие лигноцеллюлозу вещества являются адсорбентами различных вредных веществ, в частности аммиака. Этот аммиак после своего отложения из-за локального влияния кислоты превращается в неядовитый ион аммония. Это имеет огромное значение вообще для всего состояния здоровья животного, для здоровья кишки в частности, а также для всего климата стойла.
Пример 6 : Состав предпочтительного балластного вещества по изобретению
Анализ балластного вещества по изобретению, которое содержит 20% древесины лиственницы, 30% сосновой коры и 50% еловой древесины+сосновой древесины (композиция 1 в Примере 4, "изобретение 4" в Таблице 1 Примера 5), дает указанные в следующей Таблице 2 спецификации продукта (данные приведены в %):
| Таблица 2 | |
| Сырая клетчатка | 53±2 |
| TDF (все пищевые волокна) | 85+2 |
| ADL (кислота-детергенты-лигнин) | 30±2 |
| Сырой белок | 1,0 |
| Сырая сажа | 1,6 |
| Сырой жир | 0,7 |
| Влажность | 9±1 |
Волокнистая композиция балластного вещества по изобретению является благоприятной с точки зрения физиологии питания комбинацией ферментируемых и плохо ферментируемых или неферментируемых волокнистых веществ, которые, с одной стороны, ведут к тому, что из-за фракции неферментируемого волокна процесс ферментации ферментируемой фракции пищи в области просвета кишки сдвигается туда, где образованные летучие жирные кислоты, в частности, масляная кислота, могут быть вовлечены, прежде всего, в энергетический обмен веществ эпителия кишки и в обратную резорбцию воды и больше недоступны для всасывания телом как носители энергии. Опыты с балластным веществом по изобретению показали, что оно приводит к оптимизации обратной резорбции воды в просвете кишки и, тем самым, к повышенному содержанию сухих веществ в экскрементах.
В рамках профилактики поноса у поросят видно заметное улучшение консистенции кала. По сравнению с обычными композициями из лигноцеллюлозы композиция волокон по изобретению приводит к дальнейшему улучшению эффективности, которая выражается, с одной стороны, в улучшенной консистенции кала благодаря оптимизации обратной резорбции воды (это имеет значение особенно у поросят и домашней птицы) или же в оптимизированном эффекте насыщения у свиноматок или у таких домашних животных, как собаки и кошки, которое может достигаться уже при более низких концентрациях, чем в обычных продуктах из лигноцеллюлозы. Кроме того, пониженное производство аммиака приводит к снижению частоты появления воспалений ободочной кишки, что также положительно действует на обратную резорбцию воды (поврежденная слизистая оболочка не может всасывать достаточно воды) и в целом имеет положительный эффект на здоровье животных. Кроме того, ускоренное прохождение через ободочную кишку затрудняет рост патогенных микробов в тонкой кишке.
В рамках обширных исследований на бройлерах и индюшках было установить заметное положительное влияние на содержание сухих веществ в кале. Содержание сухих веществ в кале у исследуемой группы было в отдельные периоды откорма на 20% выше по сравнению с контрольной группой. Это, само собой разумеется, положительно отражается на качестве подстилки и, как следствие, вообще на общем состояния здоровья. В практических исследованиях была достигнута значительная экономия в области затрат на лечение и подстилку.
Корм по изобретению имеет большое значение, особенно для племенных свиноматок, так как здесь по причинам профилактики MMA (метрит-мастит-агалактия) прием корма ограничен, но эффект сытости у животных должен удовлетворяться. Обычно это достигается повышенным приемом сырой клетчатки, в последнее время часто также композицией сырой клетчатки на основе лигноцеллюлозы. Обычно дозировка продуктов лигноцеллюлозы в кормлении до насыщения у племенных свиней составляет примерно 4-5%. Эти необходимые высокие дозировки неудовлетворительны ни с экономической точки зрения, ни с точки зрения физиологии питания, так как они приводят к сниженному приему других важных питательных веществ. Интересно, что с балластным веществом по изобретению, но особенно с композицией с высоким содержанием сосновой коры или только с сосновой корой, удалось достичь существенного улучшения эффекта сытости уже при заметно более низких дозировках, чем при указанных 4-5% обычных продуктов лигноцеллюлозы. Это, очевидно, нужно приписать комбинированному действию балластного вещества по изобретению, так как образованная молочная кислота из-за содержания в ней ионов водорода, вероятно, приводит к оптимизации эффекта сытости.
Пример 7 : Рекомендации по вскармливанию для балластного вещества по изобретению из Примера 6
Следующая Таблица 3 дает примеры содержания балластного вещества по изобретению из Примера 6 в корме при откармливании различных сельскохозяйственных животных.
|
Таблица 3
(Данные по содержанию балластного вещества в % от рациона) |
|
| Супоросные племенные свиньи: рационированный откорм | 2-3 |
| кормление до насыщения (по своему усмотрению.) | 2-5 |
| Откормочные свиньи | 0,5-1,5 |
| Поросята | 1-2 |
| Бройлеры | 0,5-1,5 |
| Индюшки | 1-2 |
| Кролики | 2-5 |
Следующая Таблица 4 показывает пример рациона с балластным веществом по изобретению из Примера 6 при разведении поросят:
| Таблица 4 | |
| 4% | смесь минералов и активных веществ |
| 22% | соевый шрот |
| 24,5% | ячмень |
| 15% | пшеница |
| 28% | кукуруза |
| 5% | концентрат сывороточного жира |
| 1,5% | балластное вещество по изобретению |
Следующая Таблица 5 показывает пример рациона с балластным веществом по изобретению из Примера 6 при откармливании беременных племенных свиней.
| Таблица 5 | |
| 39% | ячмень |
| 10% | кукуруза |
| 10% | пшеница |
| 11% | рапсовый или подсолнуховый шрот |
| 15% | пшеничная кормовая мука |
| 5% | пшеничные отруби |
| 5% | сушеный свекловичный жом |
| 3% | смесь минералов и активных веществ |
| 2% | балластное вещество по изобретению |
Следующая Таблица 6 показывает пример рациона с балластным веществом по изобретению из Примера 6 в корме для откормочных свиней.
| Таблица 6 | |
| 60% | цельнозерновой силос или силос зерновой кукурузы |
| 17,5% | пшеница |
| 18% | соевый шрот |
| 3% | смесь минералов и активных веществ |
| 1,5% | балластное вещество по изобретению |
Следующая Таблица 7 показывает пример рациона с балластным веществом по изобретению из Примера 6 в корме для кроликов.
| Таблица 7 | |
| 20% | зеленая мука люцерны |
| 10% | шрот подсолнечника |
| 15% | соевый шрот |
| 30% | ячмень |
| 3% | минералы/активные вещества |
| 10% | пшеничные отруби |
| 8% | кормовая пшеничная мука |
| 4% | балластное вещество по изобретению |
Следующая Таблица 8 показывает пример рациона с балластным веществом по изобретению из Примера 6 в корме для откормочных бройлеров.
| Таблица 8 | |
| 50% | кукуруза |
| 9% | пшеница |
| 32% | соевый шрот |
| 3% | смесь минералов и активных веществ |
| 5% | масло/жир |
| 1% | балластное вещество по изобретению |
Следующая Таблица 9 показывает пример рациона с балластным веществом по изобретению из Примера 6 в подкормке для молочных телят.
| Таблица 9 | |
| 99% | смешанные молокозаменяющие напитки для телят |
| 1% | балластное вещество по изобретению |
Согласно еще одной форме осуществления изобретения можно предусмотреть, чтобы балластное вещество по изобретению применялось как пищевая добавка в питании людей. Балластное вещество по изобретению может содержаться, в частности, в диетических пищевых продуктах. Применение балластного вещества по изобретению в пищевом продукте может приводить, например, к снижению аппетита и/или усилению эффекта сытости и поэтому способствовать снижению веса.
1. Балластное вещество в качестве пищевой добавки для человека и животных с однокамерным желудком, характеризующееся содержащей лигноцеллюлозу композицией волокон, которая содержит ферментируемую волокнистую субстанцию, а также плохо ферментируемую или не ферментируемую волокнистую субстанцию в соотношении от 1:100 до 100:1, причем плохо ферментируемая или не ферментируемая волокнистая субстанция содержит волокна, выбранные из группы, включающей волокна древесины мягких пород, древесины твердых пород и их смесей, а ферментируемая волокнистая субстанция выбрана из корного материала древесины мягких пород, корного материала древесины твердых пород или смесей из них.
2. Балластное вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит материал мягких древесных пород, выбранный из группы, включающей древесину ели, сосны, лиственницы или их смесей, и корный материал, выбранный из группы, включающей корный материал древесины мягких пород, корный материал древесины твердых пород и их смесей.
3. Балластное вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит материал древесины мягких пород, выбранный из группы, включающей древесину ели, сосны, лиственницы или их смесей, и корный материал семейства сосновых.
4. Балластное вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит корный материал, выбранный из группы, состоящей из корного материала деревьев мягких пород, корного материала деревьев твердых пород и их смесей, и, по меньшей мере, один вид твердой древесины.
5. Балластное вещество по п.4, отличающееся тем, что корный материал выбран из группы, состоящей из корного материала деревьев мягких пород, корного материала деревьев твердых пород и их смесей, и твердую древесину, выбранную из бука, тополя, березы и их смесей.
6. Балластное вещество по п.1, отличающееся тем, что плохо ферментируемая или не ферментируемая волокнистая субстанция содержит смесь волокон древесины лиственницы и, по меньшей мере, одного вида твердой древесины.
7. Балластное вещество по п.6, отличающееся тем, что плохо ферментируемая или не ферментируемая волокнистая субстанция содержит смесь волокон древесины лиственницы и твердой древесины, выбранной из бука, тополя, березы и их смесей.
8. Балластное вещество по п.1, отличающееся тем, что оно содержит изохинолиновые алкалоиды, предпочтительно алкалоиды бензофенантридины.
9. Балластное вещество по п.8, отличающееся тем, что изохинолиновые алкалоиды содержатся в растительных материалах, таких, как корневища, листья, стебли, или в экстрактах из таких растительных материалов, или в виде солей, или производных выделенных изохинолиновых алкалоидов, или в форме синтетических аналогов.
10. Балластное вещество по п.9, отличающееся тем, что изохинолиновые алкалоиды содержатся в растительных материалах растений. сем.Papaveraceae или в экстрактах из таких растительных материалов.
11. Балластное вещество по п. 10, отличающееся тем, что растения сем.Papaveraceae выбраны из группы, состоящей из Sanguinaria canandensis, Macleaya cordata, Chelidonium majus, Hydrastis canadensis и их смесей.
12. Балластное вещество по п.8, отличающееся тем, что оно содержит сангвинарин и хелеритрин.
13. Балластное вещество по п.12, отличающееся тем, что сангвинарин и хелеритрин содержатся в отношении примерно 2:1.
14. Балластное вещество по п.12, отличающееся тем, что сангвинарин содержится в количестве от 0,00001 мас.% до 50 мас.% в расчете на полный вес балластного вещества.
15. Балластное вещество по одному из пп.2-7, отличающееся тем, что оно дополнительно содержит изохинолиновые алкалоиды, предпочтительно алкалоиды бензофенантридины.
16. Способ получения балластного вещества по одному из пп.1-15, отличающийся следующими этапами:
(a) очищают компоненты балластного вещества и удаляют примеси,
(b) сушат компоненты до содержания сухих веществ примерно 3-12%,
(c) измельчают компоненты и при необходимости просеивают на желаемый размер частиц,
(d) прессуют отдельные компоненты,
(e) дробят компоненты до желаемого размера частиц и затем смешивают компоненты.
17. Способ по п.16, отличающийся тем, что перед прессованием на этапе (d), по меньшей мере, к одному из компонентов примешивают содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал, или, по меньшей мере, один компонент опрыскивают содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом.
18. Способ по п.16, отличающийся тем, что при смешении дробленых компонентов на этапе (е) примешивают содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал или опрыскивают экстрактом, содержащим изохолиновые алкалоиды.
19. Способ получения балластного вещества по одному из пп.1-15, отличающийся следующими этапами:
(i) очищают компоненты балластного вещества и удаляют примеси,
(ii) сушат компоненты до содержания сухих веществ примерно 3-12%,
(iii) измельчают компоненты и при необходимости просеивают на желаемый размер частиц,
(iv) смешивают измельченные и при необходимости просеянные компоненты,
(v) прессуют смесь и затем дробят до желаемого размера частиц.
20. Способ по п.19, отличающийся тем, что при смешении компонентов на этапе (iv) примешивают содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал или опрыскивают содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом.
21. Способ по п.19, отличающийся тем, что к дробленой смеси с этапа (v) примешивают содержащий изохолиновые алкалоиды растительный материал или опрыскивают ее содержащим изохолиновые алкалоиды экстрактом.
22. Корм, который содержит, по меньшей мере, один компонент, выбранный из группы, состоящей из носителей белков, носителей углеводов, грубого корма, консервированного зеленого корма (силоса), жиров, витаминов, минеральных веществ и микроэлементов, отличающийся тем, что он содержит балластное вещество по одному из пп.1-15.
23. Корм по п.22, отличающийся тем, что балластное вещество содержится в количестве от 0,01 до 50 мас.% в расчете на полный вес корма.
24. Корм по п.22 или 23, отличающийся тем, что он включает содержащее изохолиновые алкалоиды балластное вещество по одному из пп.8-15 для снижения аппетита, и/или для усиления эффекта сытости, и/или для снижения веса.
25. Пищевая добавка для получения корма по одному из пп.22-24, отличающаяся тем, что она содержит балластное вещество по одному из пп.1-15.
26. Премикс корма для получения корма по одному из пп.22-24, отличающийся тем, что он содержит балластное вещество по одному из пп.1-15.
27. Премикс корма по п.26, отличающийся тем, что он содержит до >99% балластного вещества по одному из пп.1-15.
28. Применение балластного вещества по одному из пп.1-15 в качестве пищевой добавки в питании человека.
29. Применение балластного вещества по одному из пп.1-15 в качестве кормовой или пищевой добавки для снижения веса.
