Морские водоросли – прогресс в создании новых кормовых добавок / Algae – progress in the creation of new fodder additives
Морские водоросли – прогресс в создании новых кормовых добавок / Algae – progress in the creation of new fodder additives
Еще фото

Автор (ы):  Пи Ниваль Коллен, PhD, директор научно-исследовательского отдела, Эрвэ Дёмэ, PhD, научный советник, В.С. Крюков, технический директор, д.б.н., профессор, В.Н. Тарасенко, научный консультант, к.хим.н.
Организация(и):  Компания «Олмикс»

УДК 636.086.783

На правах рекламы

Ключевые слова: «Олмикс», морские водоросли, адсорбенты, микотоксины, «Амадеит», М-Токс+, M-Feed

Key words: Olmix, algae, adsorbents, mycotoxins, «Amadeite», M-Tox+, M-Feed

Аннотация

Компания «Олмикс» является признанным мировым лидером по использованию научных достижений по переработке водорослей и, в частности, их составных частей для производства высокоэффективных препаратов для профилактики микотоксикозов.

Summary

Olmix is a recognized world leader in the use of scientific achievements for the processing of algae and, in particular, the use of their component parts for production of high effective drugs for prophylaxis of mycotoxicoses.

Водоросли – это крайне разнообразная группа, насчитывающая около 100 тысяч видов водных растений, имеющих размер от долей миллиметра до нескольких десятков метров. Некоторые из них человечество начало применять еще в семнадцатом веке. Рост использования новых видов водорослей происходил медленно, и активно их изучать начали только в последние десятилетия. Есть основания считать, что растения мирового океана в будущем внесут существенный вклад в обеспечение растущего населения планеты экологически чистыми продуктами питания.

Биологическая наука традиционно уделяла большое внимание изучению белков, нуклеиновых кислот и липидов и накопила в этой области обширные знания. Изучение растительных углеводов и, особенно водорослей, до последнего времени продвигалось медленно, что было обусловлено чрезмерным их разнообразием, сложностью состава, а главное – отсутствием подходящей аналитической техники. Усугубляло ситуацию и то, что углеводы водорослей существенно отличаются от таковых у наземных растений, по которым имеется гораздо больше информации, но последние менее интересны в качестве перспективного источника получения биологически активных веществ. Научные исследования последних лет, опирающиеся на современные технические возможности, позволили обнаружить замечательные свойства полисахаридов водорослей. Изучение состава и свойств отдельных компонентов водорослей позволило целенаправленно использовать их для создания новых продуктов.

Особый интерес представляют полисахариды, обладающие свойствами, которые нигде больше не встречаются. Прогресс, связанный с промышленной заготовкой и переработкой водорослей, назвали «голубой революцией». Обзор научных публикаций подтверждает, что глубокие научные знания и интереснейшие значимые сведения о составе водорослей стали появляться только в конце прошлого и начале текущего столетия. Особенно впечатляют результаты исследований последних десяти лет (Табл. 1).

Со временем, при накоплении знаний стало ясно, что полезные свойства водорослей связаны не с их общей массой, а с определенными сахаридами, входящими в их состав. Исследователям удалось установить, что сахариды водорослей обладают иммуностимулирующими, антиоксидантными и антитромбическими свойствами, они способны замедлять развитие вирусов и канцерогенеза. В конкретных ситуациях востре­бованными оказываются и другие полезные свойства, связанные с теми или иными веществами, входящими в состав водорослей. Для получения положительного эффекта от уникальных свойств водорослей их необходимо включать в состав рациона в количестве 2-4%.

Польза липидов морского происхождения человечеству известна давно, их широко используют в виде рыбьего жира. Рыбы и другие морские животные, потребляя морские растения, содержащие липиды, накапливают их в своих тканях, то есть выполняют работу сборщика, переработчика водорослей и накопителя жира. При потреблении морепродуктов липиды морского происхождения становятся доступными человеку.

Основные полезные свойства водорослей обусловлены наличием в их составе углеводов, которые не могут без изменения накапливаться у животных. Выделить углеводы, сохраняющие природную активность, можно только путем прямой переработки растений, применяя современные технологии, например, такие как экстракция жидкой углекислотой или криогенная технология, что позволяет получить высококонцентрированные продукты, сохраняющие специфическую природную активность углеводов. В итоге выделяют вещества, которые в дозе 0,02-0,04% обеспечивают такой же эффект, что и 2-4% интактных водорослей, то есть для достижения конкретного результата их требуется в 100 раз меньше, чем исходного компонента. Это открыло путь для создания новых лекарственных средств и биологически активных добавок для людей, а также высококонцентрированных добавок целенаправленного действия для животных.

Компания «Олмикс» является европейским интегратором исследований в области изучения водорослей и использования результатов науки при создании новых продуктов для потребностей медицины, косметической промышленности, агрономии и животноводства. Компания не случайно начала заниматься переработкой водорослей и производством продуктов для животноводства: это обусловлено тем, что она находится в наиболее развитом животноводческом регионе Франции – Бретани, где сосредоточено более 55% свиноводческих хозяйств, 35% птицеводческих предприятий, а также фермы, дающие около 40% молока, производимого в стране.

С 2012 г. компания «Олмикс» проводит ежегодные международные симпозиумы, посвященные изучению и переработке водорослей, в которых участвуют известные специалисты из разных стран, включая Россию, США, Китай, Пакистан, Вьетнам, Мексику и другие.

Одним из перспективных направлений деятельности компании является разработка препаратов для профилактики микотоксикозов. Осознавая остроту проблемы микотоксикозов и изучив имеющиеся на рынке сорбенты, ученые «Олмикс», используя полисахариды водорослей, в 2004 г. создали адсорбент, который в несколько раз эффективнее связывает трихотеценовые микотоксины по сравнению с препаратами, существующими на рынке. В 2008 г. на него был получен международный патент. Широко распространенные на рынке адсорбенты производят на основе глинистых минералов, которые, например, лишь на 2-5% связывают один из самых опасных микотоксинов – дезоксиниваленол (ДОН). Это обусловлено тем, что глинистые минералы имеют слоистую структуру, расстояние между слоями составляет 0,25-0,35 нм, что гораздо меньше, чем размер молекул микотоксинов, который достигает 3,8 нм. Учитывая этот фактор, ученые предложили использовать для связывания микотоксинов глюкоманнаны. Это водорастворимые полисахариды линейной структуры, свернутые в спираль. Наибольшее распространение получили глюкоманнаны, выделяемые из стенок клеток дрожжевых культур. Следует отметить, что технологические процессы получения глюкоманнанов из дрожжей у разных производителей неодинаковы, поэтому коммерческие продукты, предлагаемые под одним и тем же названием, имеют разный состав и соответственно различные адсорбционные свойства. Их применение в качестве адсорбентов позволило повысить связывание ДОН с 2-5% до 12-18%. Однако, несмотря на увеличение адсорбции в несколько раз, она все-таки оставалась недостаточной для успешной профилактики микотоксикозов.

Работая над проблемой профилактики микотоксикозов, ученые компании «Олмикс» обратили внимание на то, что между слоями минеральных адсорбентов находятся связывающие эти слои ионы натрия, калия, кальция и магния, способные к обмену. Они предположили, что при замене части обменных ионов малого размера на более крупные ионы можно увеличить расстояние между слоями, сохранив структуру минерала. Для этого было решено использовать олигосахариды с определенными свойствами, которыми обладали только полисахариды морских водорослей. Лабораторные исследования подтвердили перспективность предложенной идеи. Затем была разрабо­тана технология заготовки водорослей, выделения из них полисахаридов и переработка их в активные специфические олигосахариды с заданными размерами. Ионы олигосахаридов имеют больший размер по сравнению с ионами, находящимися между слоями природных адсорбентов. Их внедрение в структуру минерала путем замены части природных ионов позволило увеличить расстояние между слоями до 3,5-4,0 нм. Это дало возможность крупным молекулам микотоксинов проникать внутрь частиц адсорбентов и крепко с ними связываться. В результате был создан ранее не сущес­твовавший в природе продукт, адсорбционная поверхность которого по сравнению с исходным минералом (монтмориллонитом) была увеличена в десятки раз. Интеркалированный олигосахаридами монтмориллонит получил название «Амадеит». В 2005 г. на этот продукт был получен национальный патент Франции, а в 2008 г. он был защищен в США международным патентом №20080213455. Исследования «Амадеита» по отношению к микотоксину ДОН, выполненные на модели желудочно-кишечного тракта, показали увеличение адсорбционных свойств в 8-20 раз по сравнению с присутствующими на рынке минеральными адсорбентами и в 2,4 раза – по сравнению с препаратами на основе глюкоманнанов (Табл. 2).

Таким образом, новый продукт это не механическая смесь минерального адсорбента и водорослей, а препарат, полученный в результате изменения структуры природного адсорбента за счет химического включения в него сульфатированных олигосахаридов, полученных в результате переработки водорослей. Простое смешивание любого адсорбента с высушенными природными водорослями не повлияет на свойства сорбента. Включение водорослей в корм в составе адсорбентов, при их рекомендуемых дозах от 1 до 3 кг на тонну корма, не обеспечит проявления непосредственного действия водорослей ввиду их малого количества и только разбавит исходный адсорбент. Добавка сахаридов водорослей к глюкоманнанам также не гарантирует успеха, поскольку подходящий адсорбент должен обладать слоистой структурой, в котором слои связаны ионами, способными к обмену. Глюкоманнаны, выделенные из стенок клеток дрожжей, обладают спиральной структурой – у них нечего раздвигать, и они не содержат компенсационных ионов, способных к обмену на сахариды. Смешивание сахаридов водорослей с глюкоманнанами приводит только к разбавлению адсорбента и в результате к снижению его действия.

Очень важны детали технологии интеркаляции (включения) олигосахаридов в слоистые адсорбенты. При этом следует отметить, что предварительно необходимо было создать технологию получения олигосахаридов заданного размера.

Изменив параметры разработанной технологии, в компании «Олмикс» из того же исходного сырья получили еще один новый продукт – M-Feed. Его основу составляет «Амадеит», но уже с эксфолированными слоями, в отличие от «Амадеита» с интеркалированными слоями, используемого для производства коммерческого адсор­бента М-Токс+. Добавление в технологический процесс солей меди, позволило создать медьмонтмориллонитный комплекс, который обладает рядом новых свойств, не присущих «Амадеиту». Его применение позволяет решить одну из актуальнейших проблем времени: отказаться от применения кормовых антибиотиков. Кроме того, M-Feed является регулятором и даже стимулятором пищеварения. Он улучшает структуру и увеличивает размер микроворсинок слизистой кишечника, снижает в нем концентрацию вредных микроорганизмов, повышает активность ферментов и улучшает состояние и продуктивность животных и птицы, особенно молодняка. В таблице 3 показаны результаты исследования эффективности препарата M-Feed на примере скармливания его поросятам.

Использование M-Feed привело к увеличению числа К.О.Е. Lactobacillus в 5,13 раза, снижению Clostridium и Escherichia coli в 6,31 и 4,57 раза соответственно по сравнению с применением широко распространенного подкислителя.

Следует отметить, что кроме названных препаратов, широко известен и уже много лет используется в разных странах, в том числе в России, препарат «Мистраль», созданный на основе морских продуктов и фитогеников, решающий широкий круг вопросов зоогигиены. Все более популярными становятся и другие созданные компанией препараты. 


Назад в раздел