Synbiotyki w żywieniu drobiu i trzody chlewnej

Ze względu na małą efektywność dodatków paszowych stosowanych indywidualnie, rozpowszechniło się stosowanie dwóch dodatków. Teraz najczęściej wykorzystuje się synbiotyki w żywieniu zwierząt. Są one połączeniem probiotyków i prebiotyków. Co przemawia za synbiotykami?

Synbiotyki w żywieniu – dlaczego?

W ostatnich latach nastąpiła zmiana dotycząca zastosowania antybiotyków w chowie i hodowli zwierząt. Duże znaczenie w utrzymaniu zdrowotności stada miało wycofanie antybiotykowych stymulatorów wzrostu z produkcji zwierzęcej w 2005 r.. Było to konsekwencją stwierdzenia przez niektórych naukowców nabierania odporności przez bakterie na stosowane antybiotyki paszowe. Spowodowało to potrzebę zastosowania w żywieniu zwierząt alternatywnych dodatków paszowych, które korzystnie wpływały by na zdrowotność i wydajność produkcyjną zwierząt gospodarskich. W miejsce antybiotyków wprowadzone zostały prebiotyki, probiotyki, kwasy organiczne, olejki eteryczne, czy też różnego rodzaju ekstrakty roślinne.

Bakterie patogenne

Problem polega jednak na tym, że wymienione dodatki stosowane indywidualnie nie są tak efektywne w zwalczaniu bakterii patogennych (może za wyjątkiem trzody chlewnej), jak antybiotyki. Przy czym należy pamiętać, że same antybiotyki nie mają działania selektywnego i eliminują zarówno bakterie korzystne, jak i patogenne. Stąd w żywieniu zwierząt spotyka się najczęściej produkty składające się z co najmniej 2 dodatków. Jednym z nich są synbiotyki, stanowiące połączenie probiotyku, czyli wybranych szczepów bakteryjnych, oraz prebiotyku stanowiącego najczęściej di- lub polisacharyd, który nie jest trawiony w przewodzie pokarmowym zwierząt lub człowieka, a stanowi źródło substancji pokarmowych dla bakterii i przez to wpływa na zwiększenie ich liczebności.

Stosowane synbiotyki w żywieniu zwierząt to produkty składające się z co najmniej 2 dodatków: probiotyku i prebiotku.

Synbiotyki dla drobiu

Temat synbiotyków był już poruszany na łamach agrofaktu w artykule „Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki w żywieniu zwierząt”. Opisane zostały w nim podstawowe informacje dotyczące tych dodatków paszowych oraz wymagania pozwalające zaliczyć dany dodatek do określonej grupy. W tym tekście chcielibyśmy natomiast skupić się na tym, jak stosować bezpośrednio synbiotyki w żywieniu drobiu i trzody chlewnej oraz wskazać kultury bakterii i substancje stanowiące dla nich pożywkę, najczęściej wchodzące w skład synbiotyku.

Preparaty synbiotyczne

Czym jest synbiotyk, a czym probiotyk i prebiotyk?

W preparatach synbiotycznych ważnym aspektem jest właściwe dobranie rodzaju mikroorganizmów, które zostaną wprowadzone do przewodu pokarmowego zwierząt i na zasadzie „ konkurencyjnego wykluczenia” (ang. competetive exclusion) będą rywalizować z bakteriami patogennymi o miejsce wiązania na receptorze komórki nabłonka jelit. Dlatego często przy opisie odporności związanej z jelitami (GALT) bierze się pod uwagę współdziałanie układu odpornościowego z nabłonkiem jelit, jak również mikroorganizmami przylegającymi do nabłonka jelit w miejscach receptorowych. Synergia tych układów wpływa na odporność organizmu, a tym samym przekłada się na zdrowotność zwierząt i wyniki produkcyjne.

To właśnie bakterie fermentacji kwasu mlekowego (Lactobacillus sp, Streptococcus sp., Bifidobacterium sp.) w przypadku zwierząt monogastrycznych są najlepszymi mikroorganizmami do zastosowania w synbiotykach.

Co wynika z badań?

Początkowe badania na preparatach probiotycznych koncentrowały się na zastosowaniu pojedynczych szczepów bakteryjnych, które nie zawsze były zdolne do dotarcia wraz z treścią pokarmową do jelita cienkiego i skolonizowania nabłonka jelit. Stąd też zaczęto łączyć ze sobą szczepy bakteryjne, a następnie wprowadzano do diety zwierząt substancję prebiotyczą, która stawała się pożywką dla bakterii i przez to podnosiła ich liczebność w obrębie jelit, dzięki czemu znacznie zwiększało się prawdopodobieństwo skolonizowania nabłonka jelit przez zadane mikroorganizmy.

Dodatkowo w wyniku przemian metabolicznych bakterii probiotycznych jako produkt uboczny powstają krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, które obniżają pH, tworząc warunki dogodniejsze dla rozwoju bakterii fermentacji kwasu mlekowego, a tym samym ograniczając rozwój bakterii patogennych. Oddziaływanie na bakterie patogenne możliwe jest także dzięki substancjom produkowanym przez bakterie symbiotyczne zwanymi bakteriocynami. Wśród bakterii kwasu mlekowego: Lactobacillus sp. produkuje przede wszystkim acidofilinę i laktofilinę, natomiast bakterie rodzaju Streptococcus sp. są odpowiedzialne za produkcję nizyny.

Najlepsze mikroorganizmy

To właśnie bakterie fermentacji kwasu mlekowego (Lactobacillus sp, Streptococcus sp., Bifidobacterium sp.) w przypadku zwierząt monogastrycznych są najlepszymi mikroorganizmami do zastosowania w synbiotykach. Mikroorganizmy tej grupy spełniają założenia substancji probiotycznych. Są odporne na niskie pH, łatwo i szybko namnażają się w obrębie przewodu pokarmowego, oraz łączą się z receptorami komórek nabłonka jelit. Dzięki czemu ograniczają powinowactwo receptorów komórek nabłonkowych bakteriom patogennym z rodzaju Salmonella sp. czy też enterotoksycznym szczepom E. coli.

W przypadku drobiu synbiotyki powinny być stosowane u bardzo młodych zwierząt.

Wśród prebiotyków wchodzących w skład synbiotyku dominują głównie fruktooligosacharydy (FOS) stanowiące źródło cukrów dla mikroorganizmów probiotycznych. Oprócz nich w obrębie prebiotyków wyróżnić można mannanooligosacharydy (MOS), które w większości znajdują się w ścianie komórkowej drożdży. Receptory znajdujące się na ich powierzchni wykazują duże powinowactwo do bakterii z rodzaju Salmonella sp., dzięki czemu MOS mogą działać w świetle przewodu pokarmowego, nie dopuszczając do kolonizacji przez te bakterie receptorów zlokalizowanych na nabłonku jelit.

Wiek zwierząt a zastosowanie synbiotyków w ich żywieniu

Przy zastosowaniu preparatów odpowiadających za rozwój mikroflory synbiotycznej ważny jest wiek zwierząt. Przewód pokarmowy młodych zwierząt w pierwszym dniu życia jest prawie sterylny, dopiero zaczyna być zasiedlany przez różne gatunki i szczepy mikroorganizmów. Podobnie układ odpornościowy wraz z wiekiem nabiera pełnej dojrzałości. Pierwsze ciała odpornościowe u ssaków są przekazywane wraz z siarą. Natomiast ptaki nabywają odporność poprzez wchłonięcie zawartości woreczka żółtkowego. Ma to miejsce w pierwszych kilku dniach życia. Wraz z rozwojem układu odpornościowego ustala się równowaga pomiędzy nim, układem pokarmowym a składem mikroflory przewodu pokarmowego.

Jeśli młode zwierzęta nie są narażone na stres środowiskowy lub nagłą zmianę dawki pokarmowej, równowaga ta nie ulega zachwianiu. Jednak gdy warunki odchowu nie odpowiadają zaleceniom, wówczas można wspomagać odporność zwierząt dodatkiem synbiotyków do wody lub paszy. Co ważne dodatki wspomagające rozwój mikroflory działają najbardziej efektywnie w warunkach, gdzie zwierzęta są narażone na działanie patogenów, w kurnikach lub chlewniach. Gdy zwierzęta utrzymywana są w bardzo dobrych warunkach odchowu, ich działanie nie jest już efektywne.

Nowoczesne metody odchowu oraz kontrolowany wylęg piskląt spowodował brak kontaktu piskląt z matką.

Skutki zmian

W przypadku drobiu na przestrzeni lat sytuacja uległa znacznej zmianie – nowoczesne metody odchowu oraz kontrolowany wylęg piskląt spowodował brak kontaktu piskląt z matką. W wyniku czego mikroorganizmy, które zasiedlały przewód pokarmowy matki, nie mają możliwości zasiedlenia przewodu pokarmowego młodych zwierząt. Stąd celowa staje się bądź uprzednia inokulacja jaj przed wylęgiem preparatem synbiotycznym, bądź też dodatek synbiotyku do paszy lub wody dla młodych zwierząt. Przy niewłaściwym wchłonięciu woreczka żółtkowego lub niewykształceniu odporności w 4–5 dniu życia ptaków mogą zdarzać się upadki piskląt. Przy właściwym rozwoju ptaków bakterie kwasu mlekowego stanowią znaczną część flory bakteryjnej już w 14 dniu życia ptaków.

Synbiotyki mogą być stosowane również w momencie wprowadzenia mieszanki leczniczej w żywieniu stada. Zabieg ten zapewnia szybszy powrót do równowagi mikrobiologicznej w przewodzie pokarmowym zwierząt. Podobnie jak w medycynie ludzkiej przy zastosowaniu antybiotykoterapii. Ich wprowadzenie należy rozważać również w przypadku prosiąt, szczególnie w okresie odłączenia od lochy.

W przypadku synbiotyków dla drobiu mogą one zostać podane na dwa sposoby: jako uprzednia inokulacja jaj przed wylęgiem preparatem synbiotycznym, bądź też dodatek jako synbiotyku do paszy lub wody dla młodych zwierząt.

Synbiotyki w żywieniu drobiu

Dobór preparatu synbiotycznego musi nieść ze sobą korzyści zarówno zdrowotne, jaki i przekładać się na lepsze wyniki produkcyjne zwierząt. Głównym celem jego zastosowania jest wzrost liczby bakterii kwasu mlekowego, które produkują krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe, dodatkowo pobudzając wzrost ilości produkowanych ciał odpornościowych. Tabela 1 prezentuje najbardziej efektywne probiotyki i prebiotyki wchodzące w skład synbiotyku.

Podstawą do rozwoju badań nad nimi były obserwacje, wykonane w trakcie doświadczeń z zastosowaniem prebiotyków lub probiotyków. Zaobserwowano wówczas, że połączenie szczepu bakterii kwasu mlekowego i odpowiedniego substratu w postaci di- lub polisacharydu nietrawionego w przewodzie pokarmowym zwierząt monogastrycznych, znacząco przyczynia się do wzrostu liczby tych bakterii w jelit.

W przypadku drobiu jednym z najbardziej efektywnych szczepów w eliminacji bakterii patogennych jest Bacillus subtilis. Jego działanie przejawia się hamowaniem wzrostu bakterii patogennych, zwiększeniem odporności organizmu gospodarza na skutek wzrostu produkcji ciał odpornościowych (sIgA i makrofagów), a tym polepszeniem wyników produkcyjnych. W przypadku tego szczepu stwierdzono również obniżenie aktywności kokcydioz w przewodzie pokarmowym drobiu. Jako probiotyk ważną rolę odgrywają również bakterie z rodzaju Lactobacillus, powodują one:

• wzrost produkcji kwasu mlekowego, ograniczając rozwój bakterii patogennych (Salmonella sp., Campylobacter sp., enterotoksyczne szczepy coli),
• nie wpływają jednak w takim stopniu na wyniki produkcyjne ptaków jak Bacillus subtilis.

Odpowiednie wykorzystanie szczepów bakterii kwasu mlekowego przełoży się na wyniki produkcyjne kurcząt, w postaci większej masy ciała i niższego wykorzystania paszy. Może też wpływać na wzrost masy tuszki.

Niezbędny dodatek

Aby wykorzystać korzystne działanie szczepów bakterii kwasu mlekowego w przewodzie pokarmowym drobiu, niezbędny jest dodatek fruktooligosacharydów do diety ptaków. Węglowodany te, stanowiąc substraty dla mikroorganizmów, powodują wzrost ilości produkowanych przez nie krótkołańcuchowych kwasów tłuszczowych i kwasu mlekowego. To wpływa na obniżenie pH w obrębie przewodu pokarmowego zwierząt. Powoduje też wzrost długości kosmków jelitowych i długości jelit [Alloui i wsp., 2013]. Przekłada się to na wyniki produkcyjne kurcząt, w postaci większej masy ciała i niższego wykorzystania paszy, jak również może wpływać na wzrost masy tuszki.

Jak ograniczać działania bakterii?

W celu ograniczenia działania bakterii patogennych u drobiu można stosować również mannanooligosacharydy zawarte w ścianach komórkowych drożdży, które mają zdolność do wychwytywania bakterii patogennych ze światła jelita i wiązania ich na własnych receptorach. Dzięki temu nie mają one możliwości skolonizowania nabłonka jelit.

MOS lub przygotowane na ich bazie synbiotyki mają duże znaczenie w odchowie indyków rzeźnych, zwłaszcza utrzymaniu zdrowotności stada.

MOS lub przygotowane na ich bazie synbiotyki (np. preparat BioMOS) mają duże znaczenie w odchowie indyków rzeźnych, zwłaszcza utrzymaniu zdrowotności stada. Jako że indyki rzeźne są odchowywane przez kilkanaście tygodni, są narażone na działanie bakterii patogennych rozwijających się w ściółce. Dodatkowo w tym czasie trudno jest ją też wymienić. Stąd też dodatek MOS lub synbiotyku opartego na mannaooligosacharydach chroni w pewnym stopniu nabłonek przewodu pokarmowego indycząt przed kolonizacją przez bakterie patogenne, przeciwdziałając zapaleniu jelit i kokcydiozie.

Dodatek synbiotyku stosowany jest również w przypadku intensywnej produkcji nieśnej, gdzie ich profilaktyczne zastosowanie chroni przed stresem i niekontrolowanymi zmianami składu mikroflory.

Synbiotyki w żywieniu trzody chlewnej

W przypadku trzody chlewnej bardzo dobre wyniki produkcyjne i zdrowotne przynosi zastosowanie preparatów probiotycznych. Ich działanie jest porównywalne, a czasem nawet lepsze niż w przypadku antybiotyków. Dodatkowo wzmocnienie korzystnego działania probiotyków na wyniki produkcyjne i skład mikroflory przewodu pokarmowego zwierząt można uzyskać, stosując preparaty synbiotyczne.

Synbiotyki w żywieniu trzody chlewnej mogą być stosowane u wszystkich grup technologicznych, jednak największe znaczenie mają u młodych osobników.

U trzody chlewnej preparaty probityczne i synbiotyczne mogą być stosowane u wszystkich grup technologicznych. Jednak podobnie jak u drobiu największe znaczenie mają u młodych osobników, u których komórki przewodu pokarmowego nabierają dopiero dojrzałości i w przypadku których stabilizuje się skład mikroflory. Co ważne preparaty te odgrywają istotną rolę w stabilizowaniu równowagi pomiędzy przewodem pokarmowym, florą bakteryjną w okresie odłączenia prosiąt oraz stresu związanego z ważeniem i transportem zwierząt. Dodatkowo znajdują też powszechne zastosowanie w chowie wielkotowarowym. Tam duże zagęszczenie zwierząt na jednostkę powierzchni zwiększa ryzyko wzrostu liczby patogenów.

Poprzez odpowiednie dobranie bakterii probiotycznych bądź substratów reakcji w postaci prebiotyku połączono ich działanie, tworząc synbiotyki, wspomagające rozwój mikroflory natywnej, i modyfikując jej skład w kierunku przewagi bakterii kwasu mlekowego.

Preparaty synbiotyczne i prebiotyczne wspomagające mikroflorę bakteryjną są również stosowane u loch w okresie ciąży i laktacji. Ma to na celu kontrolę nad enterotoksycznymi szczepami E. coli i działają wspomagająco w przypadku stresu związanego z okresem ok.porodowym. Zastosowanie tych preparatów zwłaszcza u prosiąt pozwala zmniejszyć częstotliwość występowania biegunek o 40%, co przekłada się na lepszą zdrowotność zwierząt, a tym samym zapewnia wyższe dzienne przyrosty masy ciała i obniża ich śmiertelność.

Wykorzystanie drożdży

Wykorzystanie preparatów synbiotycznych, gdzie jedną ze składowych są liofilizowane drożdże zawierające mannanooligosacharydy, pozwala poprawić wyniki produkcyjne zwierząt oraz ich zdrowotność. Dzieje się to dzięki zdolności wiązania bakterii patogennych na receptorach lektynowych zawartych w ścianach komórkowych drożdży. Tego typu zabieg może obniżać upadki wśród prosiąt o ok. 8%, porównywalne wyniki uzyskuje się, stosując galaktooligosacharydy odpowiadające za wzrost liczby bakterii kwasu mlekowego. Dzięki temu upadki mogą być ograniczone o ok. 6%.

Synbiotyki w żywieniu trzody chlewnej przyczyniają się m.in. do zmniejszenia liczby upadków.

Korzystne działanie drożdży polega również na zwiększeniu poziomu frakcji HDL w surowicy krwi, korzystnych dla organizmu. Dodatkowo β-glukany ścian komórkowych drożdży mogą stanowić nawet 60% ich objętości, dzięki czemu tworzą system sieci adsorbujących mykotoksyny z pasz. Natomiast nukleotydy zawarte w białku drożdży hamują u prosiąt wzrost liczby bakterii Clostridium perfrigens i E.coli.

Wycofanie z użycia antybiotykowych stymulatorów wzrostu wpłynęło na zmianę sposobu postępowania na fermach drobiu i trzody chlewnej. Zamiast eliminować wszystkie bakterie w przewodzie pokarmowym zwierząt, skupiono się na roli, jaką odgrywają bakterie symbiotyczne. I poprzez odpowiednie dobranie bakterii probiotycznych bądź substratów reakcji w postaci prebiotyku połączono ich działanie, tworząc synbiotyki. Stosowane synbiotyki w żywieniu drobiu i trzody chlewnej wpływają na rozwój mikroflory natywnej, i modyfikują jej skład w kierunku przewagi bakterii kwasu mlekowego. Przyczynia się to do obniżenia liczby bakterii patogennych w przewodzie pokarmowym zwierząt. Jednak należy zaznaczyć, że nie zawsze jesteśmy w stanie uzyskać rezultaty porównywalne z antybiotykowymi stymulatorami wzrostu, stosując pojedyncze dodatki paszowe. Dlatego ważne jest łączenie ze sobą różnych dodatków. Synbiotyki w żywieniu zwierząt polepszają wyniki produkcyjne.

Powiązane: Probiotyki, prebiotyki i synbiotyki w żywieniu zwierząt

Zobacz też: Drożdże piwne w żywieniu zwierząt gospodarskich