Применение кормовой композиции для снижения выделения метана и/или для улучшения показателей продуктивности и состояния жвачных животных
Группа изобретений относится к области кормопроизводства. В частности, настоящее изобретение относится к кормовой композиции и применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, для снижения выработки метана, образующегося при пищеварительной деятельности жвачных животных, и/или для улучшения продуктивности и состояния жвачных животных. Осуществление группы изобретений обеспечивает снижение образования метана у жвачных животных. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Настоящее изобретение относится к области снижения выбросов метана у жвачных животных. В частности, настоящее изобретение относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащих по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, для сокращения выработки метана, образующегося при пищеварительной деятельности жвачных животных, и/или для улучшения продуктивности и состояния жвачных животных.
Настоящее изобретение также относится к корму для животных или кормовым композициям для животных и кормовым добавкам, включающим вышеуказанные молекулы. Термин корм или кормовая композиция означает любое соединение, препарат, смесь или композицию, подходящие или предназначенные для введения внутрь животному.
В данном контексте жвачное животное является млекопитающим отряда парнокопытных, которое переваривает растительную пищу, первоначально смягчая ее в первом отделе желудка животного, известном как рубец, затем срыгивает полупереваренную массу, известную как жвачка, и жует ее снова. Процесс повторного пережевывания жвачки с целью дополнительного расщепления растительных остатков и стимулирования пищеварения называется "жевание жвачки".
Рубцовая ферментация приносит некоторые неудобства. В качестве естественного результата анаэробного брожения вырабатывается метан, который представляет собой потерю энергии животным-хозяином. Углеводы составляют от 70 до 80% от сухого вещества в обычном рационе молочного скота и, несмотря на это, поглощение углеводов из желудочно-кишечного тракта, как правило, весьма ограничено. Причиной этого является чрезмерная ферментация углеводов в рубце, приводящая к образованию ацетата, пропионата и бутирата в качестве основных продуктов. Эти продукты являются частью так называемых летучих жирных кислот (ЛЖК).
Кроме потери энергии, метан также является газом, вызывающим парниковый эффект, во много раз более мощный, чем от CO2. Его концентрация в атмосфере за последнее столетие удвоилась и продолжает тревожным образом увеличиваться. Жвачные животные являются основными участниками в образовании биогенного метана и было подсчитано, что предотвращение образования метана из жвачных животных могло бы практически стабилизировать атмосферные концентрации метана.
Кроме того, оценка Киотского протокола и саммит по климату в Копенгагене в 2009 году устанавливают необходимость повышенного внимания к снижению выбросов метана как части стратегии множества газов (multi-gas strategy).
Было показано, что антибиотики и, более конкретно, ионофоры, немного уменьшают выработку метана у жвачных животных (Guan др. 2006. Journal of Animal Science; 84: 1896-1906). Однако воздействие антибиотиками на образование метана имеет некоторые недостатки из-за быстрой адаптации микрофлоры и/или развития резистентности, приводящей к полной потере желаемого эффекта в течение короткого периода времени (от 2 до 3 недель), а также из-за того, что использование антибиотиков в нетерапевтических целях в Европе запрещено.
Недавно были описаны неантибиотические продукты (производные желчных кислот), приводящие к сокращению выбросов метана, и их исследование с использованием имитационной модели рубца in vitro (WO 2010/072584). Однако количество, необходимое для достижения хотя бы умеренного снижения выбросов метана, оказывается несовместимо с ограничениями, накладываемыми на стоимость кормов для жвачных животных в индустрии.
Кроме того, в научной литературе в качестве мощных решений для уменьшения выбросов метана у жвачных животных, обнаруженных на основе экспериментов in vitro, был описан ряд натуральных растительных экстрактов (чеснок: WO 2009/150264, юкка, корица, ревень…). Однако ни одно из этих решений не было использовано в коммерческих продуктах из-за побочных эффектов (остатки в молоке) из-за отсутствия эффективности в испытаниях in vivo или из-за очень большого количества добавки, необходимого животному для сколько-нибудь значительного снижения количества генерируемого метана.
В этих условиях сохраняется необходимость в разработке новых веществ и композиций, уменьшающих образование метана, выделяемого жвачными животными. В дополнение к сокращению выбросов метана такие композиции могут также способствовать улучшению показателей продуктивности и физиологического состояния жвачных животных за счет улучшения коэффициента конверсии корма, снижения потребления корма, повышения массы тела и/или улучшения тушки или надоев.
Авторы настоящего изобретения неожиданно обнаружили, что композиция, описанная здесь и ниже, имеет большой потенциал для использования в кормах животных для существенного уменьшения образования метана без негативного влияния на микробную ферментацию таким способом, чтобы это было пагубно для животного-хозяина. Кроме того, соединения по настоящему изобретению также оказывают значительный благоприятный эффект в отношении общих показателей продуктивности и состояния животных при анализе путем измерения соотношения рубцового ацетата/пропионата, коэффициента конверсии корма, потребления корма, увеличения веса, выхода туши или надоя. Указанные композиции также являются более устойчивыми, чем композиции, описанные в предшествующем уровне техники, более безопасными для животных и человека, приводят к стойкому эффекту сокращения выбросов метана, не влияют негативно на вкусовые качества, могут быть получены в промышленном масштабе по стоимости, совместимой с целями промышленного питания животных, и прежде всего не приводят к накоплению каких-либо метаболитов в молоке или мясе животного, которому они вводятся. Кроме того, эти композиции активны в рубце даже в очень низких концентрациях.
Таким образом, настоящее изобретение относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащих по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), для уменьшения образования метана, образующегося при пищеварительной деятельности жвачных животных, и/или для улучшения показателей продуктивности и состояния жвачных животных.
Настоящее изобретение также относится к способу снижения выработки метана, образующегося при пищеварительной деятельности жвачных животных, и/или для улучшения показателей продуктивности и состояния жвачных животных, включающему пероральное введение животному достаточного количества кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I). Под пероральным введением следует понимать простое кормление или ручное введение комка или пилюли.
Во всех вариантах осуществления настоящего изобретения органические молекулы, замещенные в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или их соли определены следующей формулой (I):
где Y представляет собой органическую молекулу следующего состава: CaHbOdNeSg,
где
a находится в диапазоне от 1 до 25, предпочтительно от 1 до 10;
b находится в диапазоне от 2 до 51, предпочтительно от 2 до 21;
d находится в диапазоне от 0 до 8, предпочтительно от 0 до 6;
e находится в диапазоне от 0 до 5, предпочтительно от 0 до 3;
g находится в диапазоне от 0 до 3, предпочтительно от 0 до 1.
Более предпочтительно во всех вариантах осуществления настоящего изобретения органическая молекула формулы (I) имеет состав CaHbOdNeSg, где
a находится в диапазоне от 1 до 10;
b находится в диапазоне от 2 до 21;
d находится в диапазоне от 0 до 6;
e находится в диапазоне от 0 до 3;
g находится в диапазоне от 0 до 1.
В другом варианте осуществления изобретения предпочтительные соединения формулы (I) представляют собой соединения, в которых b находится в диапазоне от 3 до 51, предпочтительно b находится в диапазоне от 3 до 21.
В другом варианте осуществления изобретения предпочтительные соединения формулы (I) представляют собой соединения формулы (II)
в которой
n находится в диапазоне от 0 до 12, предпочтительно от 0 до 6, и при этом, если n≠0, то углеродная цепь представляет собой линейную, циклическую или разветвленную алифатическую углеродную цепь, которая может быть незамещенной или замещенной 1-3 гидрокси-, алкокси-, амино-, алкиламино-, диалкиламино- или нитрооксигруппами, или алкенильную или алкинильную углеродную цепь, моно- или полиненасыщенную и в любой изомерной форме,
R4 независимо представляет собой водород или насыщенную прямую, циклическую или разветвленную цепь алкильной или алкенильной группы, содержащей от 1 до 12, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода,
X представляет собой водород, R5, R5≡N, -OR5, -OCOR5, -NR5R6, -ONO2, -COOR5, -CONR5R6, -NHSO2R5 или -SO2NHR5,
R5 и R6 независимо друг от друга представляют собой водород, C1-C12 прямую, разветвленную или циклическую алкильную цепь, незамещенную или замещенную 1-3 гидрокси-, алкокси-, амино-, алкиламино-, диалкиламино- или нитрооксигруппами, алкенильную или алкинильную углеродную цепь, которая может быть моно- или полиненасыщенной, а также может находится в любой изомерной форме.
Для всех вариантов осуществления настоящего изобретения должно быть понятно, что соединения формулы (I) и соединения формулы (II) могут находиться в любой изомерной форме.
Следует понимать, что в приведенном выше определении соединений формулы (II) когда n>2, углеродная цепь может быть линейной или разветвленной в любом положении на всем протяжении углеродной цепи. Кроме того, углеродная цепь может быть разветвленной на несколько ветвей в различных положениях по всей длине углеродной цепи. Более того, когда n>3, алифатическая углеродная цепь может образовывать циклическую группу. Такая циклическая группа может содержать нитрооксигруппу в любом положении (2, 3, 4), а также может быть разветвленной во множестве положений, образуя любые алифатические группы. Ответвляющиеся алифатические группы предпочтительно представляют собой метил, этил или пропил. Кроме того, углеродная цепь может быть дополнительно замещена 1-3 гидрокси-, алкокси-, амино-, алкиламино-, диалкиламино- или нитрооксигруппами.
В приведенном выше определении производных формулы (II) предпочтительная алкильная группа представляет собой метил, этил, пропил, изопропил, бутил, втор-бутил, изобутил, пентил, неопентил, гексил, циклогексил и 2-этилгексил и октил. Кроме того, любая алкильная или алкенильная группа, содержащая три или более атомов углерода, может быть линейной, разветвленной или циклической. В дополнение к прямолинейной цепи или разветвленной C2-C10-алкениленовой группе этим понятием охватывается алкениленовая группа с одной или (для C4 и далее) несколькими двойными связями; примерами таких алкениленовых групп являются группы -CH=CH-, -CH=CH-CH2-, -CH=CH-(CH2)3- и -(CH=CH)2-.
В другом варианте осуществления изобретения более предпочтительные соединения формулы (I) по настоящему изобретению выбирают из перечня соединений и их солей, приведенного с указанием соответствующих химических формул в таблице 1.
| Таблица 1 | ||
| Предпочтительные соединения формулы (I) по настоящему изобретению | ||
| Идентификатор соед. | Молекулярная структура | Химическое название |
| 1 |
|
3-Нитрооксипропанол |
| 2 |
|
рацемат 4-фенилбутан-1,2-диил динитрата |
| 3 |
|
2-(гидроксиметил)-2-(нитрооксиметил)-1,3-пропандиол |
| 4 |
|
N-этил-3-нитрооксипропионсульфониламид |
| 5 |
|
5-нитрооксипентаннитрил |
| 6 |
|
5-нитрооксипентан |
| 7 |
|
3-нитрооксипропилпропионат |
| 8 |
|
1,3-бис-нитрооксипропан |
| 9 |
|
1,4-бис-нитрооксибутан |
| 10 |
|
1,5-бис-нитрооксипентан |
| 11 |
|
3-нитрооксипропилбензоат |
| 12 |
|
3-нитрооксипропил-гексаноат |
| 13 |
|
3-нитрооксипропил-5-нитрооксигексаноат |
| 14 |
|
Бензилнитрат |
| Идентификатор соед. | Молекулярная структура | Химическое название |
| 15 |
|
Изосорбиддинитрат |
| 16 |
|
N-[2-(нитроокси)этил]-3-пиридинкарбоксамид |
| 17 |
|
3-нитрооксипропионовая кислота |
| 18 |
|
Метил-3-нитрооксипропионат |
| 19 |
|
Этил-3-нитрооксипропионат |
| 20 |
|
Этил-4-нитрооксибутаноат |
| 21 |
|
Этил-3-нитрооксибутаноат |
| 22 |
|
5-нитрооксипентановая кислота |
| 23 |
|
Этил-5-нитрооксипентаноат |
| 24 |
|
6-нитрооксигексановая кислота |
| 25 |
|
этил-6-нитрооксигексаноат |
| 26 |
|
этил-4-нитрооксициклогексилкарбоксилат |
| Идентификатор соед. | Молекулярная структура | Химическое название |
| 27 |
|
8-нитрооксиоктановая кислота |
| 28 |
|
Этил-8-нитрооксиоктаноат |
| 29 |
|
11-нитрооксиундекановая кислота |
| 30 |
|
Этил-11-нитрооксиундеканоат |
| 31 |
|
Амид 5-нитрооксипентановой кислоты |
| 32 |
|
Амид 5-нитроокси-N-метилпентановой кислоты |
В другом варианте осуществления изобретения еще более предпочтительные соединения формулы (I) выбирают из перечня соединений и их солей, включающего 3-нитрооксипропанол, этил-3-нитрооксипропионат, метил-3-нитрооксипропионат и 3-нитрооксипропионовой кислоты.
Соединения формулы (I) по настоящему изобретению также включают соли описываемой нитрокосиорганической молекулы. Предпочтительные катионы для получения солей могут быть выбраны из группы, состоящей из натрия (Na+), калия (K+), лития (Li+), магния (Mg2+), кальция (Ca2+), бария (Ba2+), стронция (Sr2+) и аммония (NH4+). Такие соли могут быть также получены из щелочного металла или щелочно-земельного металла.
Соединения формулы (I) по настоящему изобретению могут быть, в принципе, получены в соответствии с известными per se методами синтеза нитрооксиорганических молекул и/или на основе методов, описанных в PCT/EP 2010/069338 и в Европейской заявке на патент №10195857,7.
Во всех этих случаях подходящие методы очистки продукта (соединений формулы (I)) могут быть выбраны специалистами в данной области техники, например, можно использовать колоночную хроматографию, или же соединение формулы (I) может быть выделено и очищено известными методами, например добавлением растворителя, такого как диэтиловый эфир или этилацетат, с выделением сырого продукта из смеси после реакции и сушкой над Na2SO4 собранного сырого продукта.
Антибиотики - это вещества, которые убивают или замедляют рост микроорганизмов. Ионофоры, являющиеся особым классом антибиотиков, обычно определяют как вещества, облегчающие прохождение ионов через липидный барьер, такой как клеточная мембрана.
В одном варианте осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один антибиотик выбран из группы, состоящей из монензина, лазалоцида, наразина, мадурамицина, семдурамицина, салиномицина, авопарцина, актапланина и пенициллина. Более предпочтительно наиболее подходящие для настоящего изобретения соединения представляют собой ионофоры и еще более предпочтительно антибиотик является либо монензином (Rumensin), либо лазалоцидом (Bovatec). Оба этих ионофора доступны от Elanco и Alpharma соответственно.
Выброс метана отдельными жвачными животными можно легко измерить в метаболических камерах способами, известными в данной области техники (Grainger et al., 2007 J. Dairy Science; 90: 2755-2766). Кроме того, такие выбросы также могут быть оценены непосредственно в хлеве за счет новейших технологий с использования лазера (McGrinn et al., 2009, Journal of Environmental Quality; 38: 1796-1802). Кроме того, количество метана, производимого молочными жвачными животными, можно оценить путем измерения профилей жирных кислот в молоке в соответствии с WO 2009/156453.
Показатели продуктивности и состояния жвачных животных могут быть оценены способами, хорошо известными в данной области техники, и обычно характеризуются коэффициентом конверсии корма, потребления корма, увеличения веса, выхода туши или надоя.
Настоящее изобретение также относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащих по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), в сочетании с по меньшей мере одним дополнительным активным веществом, которое обладает сходным эффектом в отношении образования метана в рубце и которое выбрано из группы, состоящей из диаллилдисульфида, чесночного масла, аллилизотиоцианата, дезоксихолевой кислоты, хенодезоксихолевой кислоты и их производных.
Другими компонентами, которые могут быть использованы вместе с соединением по настоящему изобретению, являются, например, дрожжи, экстракт орегано и эфирные масла, например тимол, 3-метилфенол, ванилин, гваякол и эвгенол.
В настоящее время предполагается, что диаллилдисульфид, чесночное масло, аллилизотиоцианат, дезоксихолевая кислота, хенодезоксихолевая кислота и их производные независимо вводятся в дозировке, например, 0,01-500 мг активного вещества на кг корма (м.д.). Эти соединения либо являются коммерчески доступными, либо могут быть легко получены специалистом в данной области с использованием хорошо известных в данной области техники способов и методов.
Жвачные млекопитающие по настоящему изобретению включают крупный рогатый скот, коз, овец, жирафов, американских бизонов, европейских зубров, яков, буйволов, оленей, верблюдов, альпак, лам, антилоп гну, антилоп, вилорогих антилоп и нильгау.
Во всех вариантах осуществления настоящего изобретения домашний скот, овцы и козы являются более предпочтительными видами. Для целей настоящего изобретения наиболее предпочтительные виды представляют собой домашний скот. Этот термин включает все виды домашнего скота и виды промышленного скота, в частности молочных коров и мясной скот.
Настоящее изобретение также относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), в результате которого высвобождение метана у жвачных животных, рассчитанное в литрах на килограмм принимаемого сухого вещества, уменьшается на по меньшей мере 10% при измерении в метаболических камерах. Предпочтительно уменьшение метана составляет по меньшей мере 15%, более предпочтительно - по меньшей мере 20%, еще более предпочтительно - по меньшей мере 25%, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 30%. Также могут использоваться альтернативные методы измерения выбросов метана, например, с помощью лазерного луча или для молочных жвачных с использованием корреляции между выработкой метана и профилем ЛЖК в молоке.
Настоящее изобретение также относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), в результате которого коэффициент конверсии корма жвачных животных уменьшается на по меньшей мере 1% при измерении в обычном испытании производительности. Предпочтительно коэффициент конверсии корма уменьшается на по меньшей мере 2%, более предпочтительно на по меньшей мере 2,5%, еще более предпочтительно на по меньшей мере 3%, наиболее предпочтительно на по меньшей мере 3,5%.
В животноводстве термин коэффициент конверсии корма (FCR) является мерой эффективности животного в преобразовании кормовой массы в увеличенную массу тела. В частности, FCR является массой съеденного корма, деленной на коэффициент прироста массы тела, на всем протяжении указанного периода времени. FCR является безразмерным.
Настоящее изобретение также относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), в котором количество органической молекулы, определенной формулой (I), вводимое жвачному животному, составляет от 1 мг до 10 г на кг корма, предпочтительно от 10 мг до 1 г на кг корма, более предпочтительно от 50 до 500 мг на кг корма, а количество антибиотика, вводимого жвачному животному, составляет от 0,5 до 150 мг на кг корма, предпочтительно от 5 до 50 мг на кг корма. Для использования в корме для животных, однако, органические молекулы, замещенные в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или их соли, в соответствии с формулой (I), необязательно должны быть чистыми. Они могут, например, включать другие соединения и производные.
Настоящее изобретение, кроме того, относится к применению кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), в котором массовое соотношение органическая молекула, определенная формулой (I)/антибиотик в кормовой композиции или кормовой добавке составляет от 0,05 до 50, предпочтительно от 0,1 до 10, более предпочтительно между 0,5 и 5.
Корм жвачных животных или кормовые добавки могут быть получены известными методами в области приготовления кормовых композиций и их обработки.
Другие аспекты настоящего изобретения относятся к рецептурам, т.е. кормовым добавкам и кормовыми композициям для животных, содержащим описанные выше композиции.
Таким образом, настоящее изобретение также относится к кормовой композиции или кормовой добавке, содержащей по меньшей мере один антибиотик и по меньшей мере соединение формулы (I) или его соль. В предпочтительном варианте осуществления изобретения такая композиция является минеральным премиксом, витаминным премиксом, включающим витамины и минералы, или комки или пилюли.
Нормальная суточная доза композиции по изобретению, предоставляемая животному с потребляемым кормом, зависит от вида животного и его состояния. Обычно эта доза должна быть в интервале от примерно 1 мг до примерно 10 г, предпочтительно от приблизительно 10 мг до приблизительно 1 г, более предпочтительно от 50 мг до 500 мг соединения на кг корма.
Композиция, содержащая по крайней мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I), могут быть использованы в комбинации с обычными ингредиентами, присутствующими в кормовой композиции для животных (диете), такими как карбонат кальция, электролиты, такие как хлорид аммония, белки, такие как мука из соевых бобов, пшеница, крахмал, шрот подсолнечника, кукуруза, мясо и костная мука, аминокислоты, животные жиры, витамины и микроэлементы.
Конкретные примеры композиций по изобретению представляют собой следующие:
- кормовая добавка для животных, содержащая (a) по меньшей мере одно соединение, выбранное из таблицы 1, и (b) антибиотик, (c) по меньшей мере один жирорастворимый витамин, (d) по крайней мере один водорастворимый витамин, (e) по меньшей мере один микроэлемент и/или (f) по крайней мере один макроминерал;
- кормовая композиция для животных, содержащая антибиотик и по меньшей мере одно соединение, выбранное из таблицы 1, и сырой белок в количестве от 50 до 800 г/кг корма.
Так называемые премиксы являются примерами кормовых добавок по изобретению. Премикс предпочтительно означает однородную смесь из одного или нескольких микрокомпонентов с разбавителями и/или носителем. Премиксы используются для облегчения равномерного диспергирования микроингредиентов в большей смеси.
Помимо активных ингредиентов по изобретению, премикс по изобретению содержит по меньшей мере один жирорастворимый витамин, и/или по меньшей мере один водорастворимый витамин, и/или по меньшей мере один микроэлемент, и/или по меньшей мере один макроминерал. Другими словами, премикс по изобретению содержит по меньшей мере одно соединение по изобретению вместе с по меньшей мере одним дополнительным компонентом, выбранным из группы, состоящей из жирорастворимых витаминов, водорастворимых витаминов, микроэлементов и макроминералов.
Макроминералы могут быть введены в корм отдельно. Таким образом, в конкретном варианте осуществления изобретения премикс содержит активные ингредиенты по изобретению вместе с по крайней мере одним дополнительным компонентом, выбранным из группы, состоящей из жирорастворимых витаминов, водорастворимых витаминов и микроэлементов.
Ниже приведены неисчерпывающие списки примеров этих компонентов:
- Примерами жирорастворимых витаминов являются витамин A, витамин D3, витамин E и витамин K, например витамин K3.
- Примерами водорастворимых витаминов являются витамин B12, биотин и холин, витамин B1, витамин B2, витамин B6, ниацин, фолиевая кислота и пантотенат, например Ca-D-пантотенат.
- Примерами микроэлементов являются марганец, цинк, железо, медь, йод, селен и кобальт.
- Примерами макроминералов являются кальций, фосфор и натрий.
Что касается кормовой композиции для жвачных животных, таких как коровы, а также их ингредиентов, диета жвачных животных обычно состоит из легко разлагаемой фракции (называемой концентрат) и обогащенной волокнами менее легкоразлагающейся фракции (называемой сено, фураж или грубый корм).
Сено заготавливают из высушенной травы, бобовых или цельных зерновых. Травы включают, помимо прочего, тимофеевку, райграсы, овсяницы. Бобовые включают, среди прочего, клевер, люцерну, горох, фасоль и вику. Целые зерновые включают, среди прочего, ячмень, маис (кукурузу), овес, сорго. Другие кормовые культуры включают сахарный тростник, капусту кормовую обыкновенную, рапсы и капусту кочанную. Также для корма жвачных используют корнеплодные культуры, такие как турнепс, брюква, мангры, кормовую свеклу и сахарную свеклу (в том числе свекловичный жом и кормовую патоку). Другими дополнительными культурами являются клубни, такие как картофель, маниока и сладкий картофель. Силос является силосованным вариантом фракции, обогащенной волокнами (например, из травы, бобовых или цельных злаков), в котором материал с высоким содержанием воды обрабатывают с контролируемой анаэробной ферментацией (естественно ферментированный или обработанный специальными добавками).
Концентрат состоит в основном из зерновых культур (таких, как ячмень, включая пивные зерна и зерна дистилляторов, кукуруза, пшеница, сорго), но часто содержит и богатые белком кормовые ингредиенты, такие как соя, семя рапса, ядро кокосового ореха, семя хлопчатника и подсолнечник.
Коров также можно кормить общими смешанными рационами (TMR), в которых все диетические компоненты, например фураж, силос и концентрат, смешивают перед подачей.
Как упоминалось выше, премикс является примером кормовой добавки, которая может содержать активные соединения по изобретению. Понятно, что эти соединения могут быть введены животному и в различных других формах. Например, эти соединения могут быть включены в комок или пилюлю, которые будут помещены в рубец и будут непрерывно высвобождать определенное количество активных соединений в четко определенных дозах в течение определенного периода времени.
Настоящее изобретение также относится к способу сокращения образования метана при пищеварительной деятельности жвачных животных и/или улучшения показателей продуктивности и состояния жвачных животных, включающему пероральное введение достаточного количества кормовой композиции или кормовой добавки, содержащих по меньшей мере один антибиотик и по меньшей мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соли, в соответствии с формулой (I), с описанными выше предпочтительными вариантами осуществления.
Кроме того, настоящее изобретение также относится к описанному выше способу, в котором кормовую композицию или кормовую добавку по настоящему изобретению вводят животному в комбинации с по меньшей мере одним дополнительным активным веществом, выбранным из группы, состоящей из диаллилдисульфида, чесночного масла, аллилизотиоцианата, дезоксихолевой кислоты, хенодезоксихолевой кислоты и их производных.
Настоящее изобретение также относится к описанному выше способу, в котором жвачное животное выбирают из группы, состоящей из крупного рогатого скота, коз, овец, жирафов, американских бизонов. Европейских зубров, яков, буйволов, оленей, верблюдов, альпак, лам, антилоп гну, антилоп, вилорогих антилоп и нильгау, и более предпочтительно из группы, состоящей из крупного рогатого скота, коз и овец.
Настоящее изобретение также относится к описанному выше который, в котором количество по меньшей мере одной органической молекулы формулы (I), вводимое жвачному животному, составляет от примерно 1 мг до примерно 10 г на кг корма, предпочтительно от примерно 10 мг до примерно 1 г, более предпочтительно от 50 мг до 500 мг соединения на кг корма, и количество антибиотика, вводимого жвачному животному, составляет от 0,5 до 150 мг на кг корма, предпочтительно от 5 до 50 мг в кг корма.
Изобретение также относится к описанному выше способу, в котором производство метана у жвачных животных, рассчитанное в литрах на килограмм потребления сухого вещества, уменьшается по меньшей мере на 10% при измерении в метаболических камерах. Предпочтительно сокращение выбросов метана составляет по меньшей мере 15%, более предпочтительно - по меньшей мере 20%, еще более предпочтительно - по меньшей мере 25%, наиболее предпочтительно - по меньшей мере 30%. Также могут использоваться альтернативные методы измерения выбросов метана, такие как с помощью лазерного луча или (для молочных жвачных животных) с использованием корреляции между образованием метана и профилем ЛЖК в молоке.
Настоящее изобретение также относится к описанному выше, в котором коэффициент преобразования корма жвачных уменьшается по меньшей мере на 1% при измерении в обычном испытании производительности и состояния животных. Предпочтительно коэффициент конверсии корма уменьшается по меньшей мере на 2%, более предпочтительно по меньшей мере на 2,5%, еще более предпочтительно на по меньшей мере 3%, наиболее предпочтительно на по меньшей мере 3,5%.
Изобретение также относится к описанному выше способу, в котором массовое соотношение органическая молекула формулы (I)/антибиотик в кормовой композиции или кормовой добавке составляет от 0,05 до 50, предпочтительно от 0,1 до 10, более предпочтительно между 0,5 и 5.
Настоящее изобретение далее описано с помощью нижеследующих примеров, которые не следует рассматривать как ограничение объема изобретения.
Примеры
Пример 1. Тест in vitro на образование метана
Модифицированная версия "теста кормовой ценности Хоэнхайма (HFT)" была использована для исследования эффекта конкретных соединений на функции рубца, имитированные с использованием системы in-vitro.
Принцип работы
Корм помещают в шприц с композицией жидкости рубца и соответствующей смеси буферов. Раствор инкубировали при 39°C. Через 8 часов измеряют количество (и состав) полученной газовой фазы и выводят формулу для конверсии.
Реагенты:
Раствор макроэлементов:
- 6,2 г дигидрофосфата калия (KH2PO4)
- 0,6 г гептагидрат сульфата магния (MgSO4·7H2O)
- 9 мл концентрированной фосфорной кислоты (1 моль/л)
- растворенные в дистиллированной воде до 1 л (pH около 1,6)
Буферный раствор:
- 35,0 г гидрокарбоната натрия (NaHCO3)
- 4,0 г гидрокарбоната аммония ((NH4)HCO3)
- растворенные в дистиллированной воде до 1 л
Раствор микроэлементов:
- 13,2 г дигидрата хлорида кальция (CaCl2·2H2O)
- 10,0 г тетрагидрата хлорида марганца (II) (MnCl2·4H2O)
- 1,0 г гексагидрата хлорида кобальта (II) (CoCl2·6H2O)
- 8,0 г хлорида железа (III) (FeCl3·6H2O)
- растворенные в дистиллированной воде до 100 мл
Раствор соли натрия:
- 100 мг натриевой соли
- растворенной в дистиллированной воде до 100 мл
Восстанавливающий раствор:
- сначала 3 мл гидроксида натрия (c=1 моль/л), а затем 427,5 мг гидрата сульфида натрия (Na2S·H2O) добавляют к 71,25 мл H2O
- раствор должен быть подготовлен незадолго до того, как он будет добавлен в раствор среды
Процедура
Взвешивание образцов
Комбикорм просеивали до 1 мм - обычно TMR (44% концентрата, 6% сена, 37% кукурузного силоса и 13% силосной травы) - и дозировали ровно в 64 шприца. 4 из этих шприцев являются контрольными субстратами, которые показывают выработку газа в отсутствие влияния исследуемых соединений. 4 других шприца представляют собой положительный контроль, в который добавляют сульфонат бромэтана до концентрации 0,1 мМ. Когда это необходимо, 4 шприца содержат контрольный носитель (если тестируемые соединения нуждаются в носителе). Остальные шприцы содержат тестовые вещества по группам из 4 шприцев.
Подготовка раствора среды
Компоненты смешивают в бутылке Woulff в следующем порядке:
- 711 мл воды
- 0,18 мл раствора микроэлементов
- 355,5 мл раствора буфера
- 355,5 мл раствора макроэлементов
Заполненный раствор нагревают до 39°C с последующим добавлением 1,83 мл раствора соли натрия и добавлением раствора восстановления при 36°C.
Жидкость рубца добавляют, когда индикатор станет бесцветным.
Экстракция жидкости рубца
750 мл жидкости рубца добавляют к примерно 1400 мл раствора среды при непрерывном перемешивании и CO2-насыщении.
Заполнение шприцев, инкубация и определение объемов газа и величины VFA
Разбавленную жидкость рубца (24 мл) добавляют в стеклянный шприц. Шприцы затем инкубировали в течение 8 часов при 39°C при легком помешивании. Через 8 часов измеряют объем образующегося газа и определяют процент метана в газовой фазе с помощью газовой хроматографии.
Результаты
Ферментированным кормом был искусственный TMR (44% концентрат, 6% сена, 37% кукурузного силоса и 13% силосной травы). Монензин был получен от Elanco и использован в концентрации 0,01% сухого вещества (DM). 3-Нитрооксипентанол был использован в двух различных концентрациях: 0,01% и 0,005% DM.
Результаты представлены в следующей таблице 2. Наблюдались чистые аддитивные эффекты. Удивительным образом обнаружилось, что даже в условиях максимального ингибирования метана при использовании 3-нитрооксипропанола при 0,01% DM в комбинации с монензином наблюдалось дополнительное влияние на соотношение ацетат/пропионат, что означает дополнительную выгоду в части продуктивности животных.
| Таблица 2 | ||||||
| Влияние на уменьшение выбросов метана, производство летучих жирных кислот (ЛЖК) и профиль ЛЖК, наблюдаемый для среднего из трех экспериментов, осуществляемых с монензином, 3-нитропропанолом или с их комбинацией. Асе. = ацетат; Prop. = пропионат; But = бутират. | ||||||
| Композиция | Доза (% DM) | Влияние на метаногенез (% по сравнению с контролем) | Влияние на выработку ЛЖК (% по сравнению с контролем) | Профиль ЛЖК (в процентах от общего ЛЖК) | ||
| Асе. | Prop. | But. | ||||
| Монензин | 0,01 | -23% | -6% | 56 | 38 | 6 |
| 3-нитрооксипентанол | 0,01 | -97% | -13% | 50 | 42 | 8 |
| 3-нитрооксипентанол | 0,005 | -21% | -3% | 57 | 36 | 7 |
| 3-нитрооксипентанол + монензин | 0,01+0,01 | -99% | -15% | 46 | 47 | 7 |
| 3-нитрооксипентанол + монензин | 0,005+0,01 | -48% | -8% | 52 | 41 | 7 |
| Отрицательный контроль | 60 | 33 | 7 |
1. Применение кормовой композиции или кормовой добавки, содержащей по крайней мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I),
где Y представляет собой органическую молекулу следующего состава: CaHbOdNeSg,
где
a находится в диапазоне от 1 до 25,
b находится в диапазоне от 2 до 51,
d находится в диапазоне от 0 до 8,
e находится в диапазоне от 0 до 5,
g находится в диапазоне от 0 до 3,
для снижения образования метана, образующегося при пищеварительной деятельности жвачных животных, и/или для улучшения продуктивности и состояния жвачных животных.
2. Применение по п.1, в котором
a находится в диапазоне от 1 до 10,
b находится в диапазоне от 2 до 21,
d находится в диапазоне от 0 до 6,
e находится в диапазоне от 0 до 3,
g находится в диапазоне от 0 до 1.
3. Применение по п.1, в котором органическая молекула формулы (I) представляет собой соединение формулы (II),
в которой
n находится в диапазоне от 0 до 12, предпочтительно от 0 до 6, и при этом, если n≠0, то углеродная цепь представляет собой линейную, циклическую или разветвленную алифатическую углеродную цепь, которая может быть незамещенной или замещенной 1-3 гидрокси-, алкокси-, амино-, алкиламино-, диалкиламино- или нитрооксигруппами, или алкенильную или алкинильную углеродную цепь, моно- или полиненасыщенную и находящуюся в любой изомерной форме,
R4 независимо представляет собой водород или насыщенную прямолинейную, циклическую или разветвленную цепь алкильной или алкенильной группы, содержащую от 1 до 12, предпочтительно от 1 до 6 атомов углерода,
X представляет собой водород, R5, R5≡N, -OR5, -OCOR5, -NR5R6, -ONO2, -COOR5, -CONR5R6, -NHSO2R5 или -SO2NHR5,
R5 и R6 независимо друг от друга представляют собой водород, C1-C12 прямолинейную, разветвленную или циклическую алкильную цепь, незамещенную или замещенную 1-3 гидрокси-, алкокси-, амино-, алкиламино-, диалкиламино- или нитрооксигруппами, алкенильную или алкинильную углеродную цепь, которая может быть моно- или полиненасыщенной и может находиться в любой изомерной форме.
4. Применение по п.1, в котором органическая молекула формулы (I) или ее соль выбраны из следующей группы соединений:
3-нитрооксипропанол,
рацемат 4-фенилбутан-1,2-диил динитрата,
2-(гидроксиметил)-2-(нитрооксиметил)-1,3-пропандиол,
N-этил-3-нитрооксипропионсульфониламид,
5-нитрооксипентаннитрил,
5-нитрооксипентан,
3-нитрооксипропилпропионат,
1,3-бис-нитрооксипропан,
1,4-бис-нитрооксибутан,
1,5-бис-нитрооксипентан,
3-нитрооксипропилбензоат,
3-нитрооксипропилгексаноат,
3-нитрооксипропил-5-нитрооксигексаноат,
бензилнитрат,
изосорбид-динитрат,
N-[2-(нитроокси)этил]-3-пиридинкарбоксамид,
3-нитрооксипропионовая кислота,
метил-3-нитрооксипропионат,
этил-3-нитрооксипропионат,
этил-4-нитрооксибутаноат,
этил-3-нитрооксибутаноат,
5-нитрооксипентановая кислота,
этил-5-нитрооксипентаноат,
6-нитрооксигексановая кислота,
этил-6-нитрооксигексаноат,
этил-4-нитрооксициклогексилкарбоксилат,
8-нитрооксиоктановая кислота,
этил-8-нитрооксиоктаноат,
11-нитрооксиундекановая кислота,
этил-11-нитрооксиундеканоат,
амид 5-нитрооксипентановой кислоты и
амид 5-нитроокси-N-метилпентановой кислоты.
5. Применение по любому из пп.1-4, в котором антибиотик выбран из группы, состоящей из монензина, лазалоцида, наразина, мадурамицина, семдурамицина, салиномицина, авопарцина, актапланина и пенициллина.
6. Применение по любому из пп.1-4, в котором кормовая композиция или кормовая добавка дополнительно скомбинированы с по крайней мере одним дополнительным активным веществом, выбранным из группы, состоящей из диаллилдисульфида, чесночного масла, аллилизотиоцианата, дезоксихолевой кислоты, хенодезоксихолевой кислоты и их производных.
7. Применение по любому из пп.1-4, в котором жвачное животное выбрано из группы, состоящей из крупного рогатого скота, коз, овец, жирафов, американских бизонов, европейских зубров, яков, буйволов, оленей, верблюдов, альпак, лам, антилоп гну, антилоп, вилорогих антилоп и нильгау.
8. Применение по любому из пп.1-4, в котором выработка метана у жвачных животных, рассчитанная в литрах на килограмм потребляемого сухого вещества, снижается по крайней мере на 10% при измерении в метаболических камерах.
9. Применение по любому из пп.1-4, в котором количество по крайней мере одной органической молекулы формулы (I), введенной жвачному животному, составляет от 1 мг до 10 г на кг корма, а количество антибиотика, введенного жвачному животному, составляет от 0,5 до 100 мг на кг корма.
10. Применение по любому из пп.1-4, в котором массовое соотношение органическая молекула формулы (I)/антибиотик находится в диапазоне от 0,05 до 50.
11. Кормовая композиция или кормовая добавка, содержащие по крайней мере антибиотик и по крайней мере органическую молекулу формулы (I) из любого из пп.1-10.
12. Композиция по п.11, представляющая собой минеральный премикс, витаминный премикс или премикс, включающий витамины и минералы, или комок, или пилюлю.
13. Способ снижения образования метана при пищеварительной деятельности жвачных животных и/или улучшения продуктивности и состояния жвачных животных, включающий стадию, на которой животному перорально вводят достаточное количество кормовой композиции или кормовой добавки, содержащих по крайней мере один антибиотик и по крайней мере одну органическую молекулу, замещенную в любом положении по крайней мере одной нитрооксигруппой, или ее соль, в соответствии с формулой (I),
в которой Y представляет собой органическую молекулу следующего состава: CaHbOdNeSg,
где
a находится в диапазоне от 1 до 25,
b находится в диапазоне от 2 до 51,
d находится в диапазоне от 0 до 8,
e находится в диапазоне от 0 до 5,
g находится в диапазоне от 0 до 3.
14. Способ по п.13, в котором кормовую композицию или кормовую добавку вводят животному в комбинации с по крайней мере одним дополнительным активным веществом, выбранным из группы, состоящей из диаллилдисульфида, чесночного масла, аллилизотиоцианата, дезоксихолевой кислоты, хенодезоксихолевой кислоты и их производных.
15. Способ по любому из пп.13 или 14, в котором жвачное животное выбирают из группы, состоящей из крупного рогатого скота, коз, овец, жирафов, американских бизонов, европейских зубров, яков, буйволов, оленей, верблюдов, альпак, лам, антилоп гну, антилоп, вилорогих антилоп и нильгау.
16. Способ по любому из пп.13 или 14, в котором количество по крайней мере одной органической молекулы формулы (I), введенной жвачному животному, составляет от 1 мг до 10 г на кг корма, а количество антибиотика, введенного жвачному животному, составляет от 0,5 до 150 мг на кг корма.
17. Способ по любому из пп.13 или 14, в котором выработка метана у жвачных животных, рассчитанная в литрах на килограмм потребляемого сухого вещества, снижается по крайней мере на 10% при измерении в метаболических камерах.
18. Способ по любому из пп.13 или 14, в котором массовое соотношение органическая молекула формулы (I)/антибиотик находится в диапазоне от 0,05 до 50.
