Пробиотический препарат, предназначенный для повышения прироста живой массы поросят-отъемышей, и способ их кормления
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к свиноводству, и может быть использовано при составлении кормовых рационов для молодняка свиней. Пробиотический препарат предназначен для увеличения прироста живой массы поросят-отъемышей на основе штамма В. subtilis ТПИ 13-07.06.21-ДЕП/ВГНКИ и штамма В. licheniformis ТПИ 11-07.06.22-ДЕП/ВГЖИ, депонированных во Всероссийской государственной коллекции штаммов микроорганизмов, используемых в ветеринарии и животноводстве (ФГУ ВГНКИ). Препарат представляет собой смесь культуральных жидкостей, содержащих продукты микробного синтеза данных штаммов, с концентрацией микробных клеток 5 млрд м.к./см3, в объемном соотношении указанных штаммов 1:1. В смесь культуральных жидкостей внесено равное по массе количество смеси отрубей и гороховой муки, взятых в соотношении 1:1. Препарат высушивают до влажности (5±1)%. Использование препарата позволяет повысить прирост живой массы поросят-отъемышей. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к животноводству, а именно к свиноводству, и может быть использовано при составлении кормовых рационов для молодняка свиней.
Свиноводство всегда считалось не только экономически выгодной, но и высокодоходной отраслью, что в значительной степени определяется важными биологическими особенностями организма свиней, которые выгодно отличаются от основных характеристик сельскохозяйственных животных других видов.
Здоровые свиньи обладают высокой конверсией корма и скоростью роста. При нарушении пищеварения в результате некачественного кормления животные быстро теряют в весе, т.к. ухудшается всасывание полезных веществ и различных компонентов корма, а вследствие этого изменяется микробный биосинтез желудочно-кишечного тракта, особенно у молодняка свиней в период отъема.
В желудке свиней происходит в основном ферментативное расщепление пищи. Однако важную роль в пищеварении свиней играют нормальная микрофлора желудочно-кишечного тракта.
Бактерии рода Bacillus являются представителями нормального микробиоценоза желудочно-кишечного тракта свиней и при их недостатке или отсутствии могут развиваться дисбактериозы.
Отъем - это наиболее критическая стадия в жизни свиньи с момента ее рождения до убоя. В период отъема поросята остаются без материнского молока и должны выживать на том корме, который им предлагается. Корм для поросят-отъемышей должен быть свежим, содержать молочный протеин или рыбную муку в комбинации с источниками растительного белка. Пробиотики в питании свиней - это микробиологические кормовые добавки, содержащие живые культуры полезных бактерий, которые благотворно влияют на животное, восстанавливая микробиологический баланс в кишечнике.
Известен способ кормления свиней, включающий введение в основной рацион кормовой добавки из отходов производства микробиологических препаратов, отличающийся тем, что в качестве кормовой добавки используют фугат - технологический продукт - отход, образующийся при производстве пробиотика из бацилл "Биоспорин", содержащего бактериальные культуры Bacillus subtilis ВКПМВ-2335, Bacillus licheniformis ВКПМВ-2336 (RU C2 2236147, 20.09.2004). Использование фугата в качестве кормовой добавки в животноводстве способствует стабилизации нормальной микрофлоры кишечника, вытеснению патогенных и условно-патогенных микроорганизмов, обеспечивает защиту от большой группы вирусов за счет стимуляции местного иммунитета, но недостаточно способствует приросту массы тела сельскохозяйственных животных.
Известен также способ кормления свиней, включающий введение в рацион кормовой добавки, содержащей глауконит и пробиотик «Биоспорин». (RU 2319391 C2, 20.03.2008). Использование глауконита в качестве кормовой добавки способствует повышению защитных сил и естественной резистентности организма свиней, но недостаточно способствует приросту живой массы, кроме того, производится кормовая добавка из сырья, добываемого в определенном месте (Кунашакском районе Челябинской области), что оказывает влияние на ее доступность и стоимость.
Наиболее близким является способ кормления поросят, включающий введение в комбикорм сухой пивной дробины, отличающийся тем, что перед введением в комбикорм сухую пивную дробину обогащают пробиотиком «Пробиоцел» с содержанием Bacillus subtilis 8130 не менее 2,5·107 КОЕ в 1 г дробины и вносят обогащенную дробину в комбикорм поросятам с 60- до 108-дневного возраста 2 раза в день в количестве 6% от массы комбикорма (RU 2284703 C1, 21.03.2005).
Однако недостатком является трудность приготовления препарата, так как свежая пивная дробина - скоропортящийся продукт, поэтому она может быть использована только вблизи места производства. Наиболее удобна для транспортирования сухая пивная дробина, однако ее кормовая ценность снижается после высушивания до 20-25%.
Технический результат данного изобретения заключается в повышении прироста живой массы поросят-отъемышей за счет использования нового пробиотического препарата на основе штамма Bacillus subtilis ТПИ 13-07.06.21-ДЕП/ВГНКИ и штамма Bacillus licheniformis ТПИ 11-07.06.22-ДЕП/ВГНКИ, депонированных во Всероссийской государственной коллекции штаммов микроорганизмов, используемых в ветеринарии и животноводстве (ФГУ ВГНКИ). Препарат представляет собой смесь культуральных жидкостей штаммов, содержащих продукты микробного синтеза данных штаммов с концентрацией микробных клеток 5 млрд м.к./см3 в объемном соотношении 1:1, в которую внесена равная по массе смесь отрубей и гороховой муки, взятых в соотношении 1:1, препарат высушен до влажности (5±1)%.
Указанный технический результат обеспечивается также описываемым способом кормления поросят-отъемышей, включающим введение в рацион вышеуказанного пробиотического препарата из расчета 5-7,5 г на 1 голову.
Обычно данный пробиотический препарат вводят поросятам-отъемышам в составе полнорационного комбикорма.
Для приготовления пробиотика используют штаммы В. subtilis ТПИ 13-07.06.21-ДЕП/ВГНКИ и B. licheniformis ТПИ 11-07.06.22-ДЕП/ВГНКИ, депонированные во Всероссийской государственной коллекции штаммов микроорганизмов, используемых в ветеринарии и животноводстве (ФГУ ВГНКИ), (А.П.Лиморенко, П.Г.Васильев, А.В Вишняков, Т.Н.Грязнева "Изучение влияния посевной дозы на основные показатели нативной культуры при глубинном выращивании B. subtilis ТПИ 13 и B. licheniformis ТПИ 11 в питательных средах на основе солянокислого гидролизата соевой муки", журнал Ветеринарная медицина, 2007, №1, с.9).
B. subtilis ТПИ 13 - грамположительные аэробные спорообразующие палочки, продуцирующие каталазу. На МПА и сусло-агаре с добавлением 50 мкг/мл канамицина образуют матовые колонии телесного или сероватого цвета. В мазках из колоний, выросших через 24-48 ч на картофельном агаре, обнаруживаются палочки размером 2,6×0,7 мкм, содержащие центрально расположенные споры овальной формы. Колонии старых культур могут приобретать черную окраску. Имеют плазмидную и хромосомную устойчивость к канамицину (50 мкг/мл). На МПБ культура образует пленку. Мочевину не гидролизует. Дает положительную реакцию Фогес-Проскауэра. Растет в присутствии 7% NaCl. Гидролизует крахмал и казеин, разжижает желатину. Ферментирует глюкозу, арабинозу, ксилозу, маннит с образованием кислоты без газа. Не нуждается для роста в аминокислотах и витаминах. Не патогенен. Чувствителен к видоспецифическим бактериофагам. Коагулазной и лецитиназной активностью не обладает. Антагонистическая активность (зоны угнетения роста тест-культур) составляет в отношении S. sonnei - 13±1 мм; S. typhimurimn - 14±2 мм; S. aureus - 23±2 мм; С. albicans - 20±2 мм.
Bacillus licheniformis ТПИ 11 - грамположительные спорообразующие факультативные аэробные палочки. Подвижны. На МПА, сусло-агаре образуют матовые колонии бежевого цвета с грубой поверхностью. В мазках из колоний, выросших на МПА, через 18 ч обнаруживаются палочки размером 2,5×0,6 мкм, содержащие споры овальной формы, которые располагаются центрально. На МПБ культура образует каталазу. Мочевину не гидролизует. Дает положительную реакцию Фогес-Проскауэра. Растет в присутствии 7% NaCl. Гидролизует крахмал и казеин, медленно разжижает желатину. Ферментирует глюкозу, лактозу и маннит с образованием кислоты, редуцирует нитраты, в анаэробных условиях образуя из них газ. Обладает коагулазной и летициназной активностью. Чувствителен к видоспецифическим бактериофагам. Не патогенен. Угнетает рост тест-штаммов S. sonnei - 16±2 мм; S. typhimurimn - 12±2 мм; S. aureus - 26±2 мм; С. albicans - 25±2 мм.
Пробиотик получают следующим образом.
Первой технологической стадией приготовления является выращивание исходных культур бацилл В. subtilis ТПИ 13 и B. licheniformis ТПИ 11 в пробирках на скошенном агаре. Далее посевной материал выращивают на плотной питательной среде Гаузе, в биологических матрацах объемом 20 дм3 при температуре (37±1)°C в течение 5-7 суток. Ежедневно, начиная с 3 суток культивирования, определяют типичность (гетерогенность) роста и уровень спорообразования бацилл путем микроскопического анализа мазков из биомассы бацилл, окрашенных по Цилю-Нильсену. Через 6-7 суток культивирования В. subtilis ТПИ 13 и B. licheniformis ТПИ 11 оценивают завершенность спорообразования.
Второй технологической стадией приготовления является перенос культур бацилл в биореактор КМ-0,1, где происходит приготовление посевного материала в жидких средах ПС-№4 для B. subtilis ТПИ 13 и ПС-№7 для B. licheniformis ТПИ 11, таблица 1.
| Таблица 1 | ||
| Состав питательных сред, используемых для промышленного культивирования изучаемых бацилл | ||
| Компоненты питательной среды | ПС №4 | ПС №7 |
| КУК, см3/дм3 | 60 | 21 |
| ГК, см3/дм3 | 8 | 70 |
| Глюкоза, г/дм3 | 11 | 12 |
| MnSO4·5H2O, г/дм3 | 0,3 | 0,3 |
| MgSO4·7H2O, г/дм3 | 0,25 | 0,25 |
| FeSO4·7H2O, г/дм3 | 0,01 | 0,01 |
| CaCl2·2H2O, г/дм3 | 0,046 | 0,046 |
| NaCl, г/дм3 | 10,0 | 1,0 |
Принятые для КМ-0,1 параметры культивирования (коэффициент аэрации 0,7 дм3/мин, продолжительность культивирования 24 ч - для B. subtilis ТПИ 13 и 0,4 дм /мин и 26 ч - для B. licheniformis ТПИ 11 соответственно, а также число оборотов мешалки - 500 об/мин) являются достаточными для обеспечения полноценного роста и спорообразования бацилл.
Приготовленные посевные культуры B. subtilis ТПИ 13 и B. lichemiformis ТПИ 11 должны иметь следующие показатели:
- содержание клеток по счету в камере Горяева - не менее 15 млрд/см3;
- содержание живых клеток по методу БК - не менее 10 млрд/см3;
- содержание зрелых спор - не менее 80%.
Следующая стадия технологического процесса - культивирование бацилл в биореакторах БИОР-0,1. Посевной материал вносят в биореактор из расчета 1 млн живых спор на 1,0 см3 питательной среды.
Параметры и режимы глубинного культивирования бацилл представлены в таблице 2.
| Таблица 2 | ||
| Параметры и режимы глубинного культивирования бацилл | ||
| Параметры и режимы | В. subtilis ТПИ 13 | B. lichemiformis ТПИ 11 |
| Тип биореактора | БИОР-0,1 | БИОР-0,1 |
| ПС | №4 | №7 |
| Коэффициент заполнения биореактора | 0,6 | 0,6 |
| Температура, °C | 37±1 | 37±1 |
| Давление, МПа | 0,10±0,05 | 0,10±0,05 |
| Коэффициент аэрации, дм3/мин | 0,7±0,1 | 0,4±0,1 |
| Частота вращения мешалки, об/мин | 530 | 320 |
| Продолжительность культивирования, ч | 24 | 28 |
| Пеногаситель Э-1, дм3 | 0,8 | 0,5 |
Основанием для окончания культивирования является накопление биомассы в культуральной жидкости не менее 5 млрд м.к/см3.
Следующая стадия производства - приготовление в гомогенизаторе смеси культуральных жидкостей B. subtilis ТПИ 13 и B. lichemiformis ТПИ 11, содержащих продукты микробного синтеза бацилл и биомассу бацилл с концентрацей микробных клеток 5 млрд м.к./см3 в объемном соотношении штаммов 1:1. Затем в гомогенизатор вносится равная по массе смесь пшеничных отрубей (ГОСТ 7169-66) и гороховой муки, взятых в соотношении 1:1. Гороховая мука играет роль источника незаменимых аминокислот. Перемешивание проводится при частоте вращения мешалки 1000 об/мин.
Полученная масса высушивается контактно-сорбционным методом в сушильной установке ЭВЗ с кипящим слоем в течении 3 ч при температуре 40°C и 3 ч - при температуре 60°C до влажности (5±1)%.
Фасовка пробиотика осуществляется в пакеты из полимерных материалов по 50 г.
Изобретение поясняется следующими примерами:
Пример 1. Получение пробиотика
1. Выращивание культур B. subtilis ТПИ 13 и B. licheniformis ТПИ 11 в пробирках на скошенном агаре.
2. Выращивание посевного материала на плотной питательной среде Гаузе в биологических матрицах объемом 20 дм3 при температуре (37±1)°C в течение 5-7 суток.
3. Выращивание посевного материала в биореакторе КМ-0,1 в жидких средах ПС-№4 для B. subtilis ТПИ 13 и ПС-№7 для В. licheniformis ТПИ 11 (коэффициент аэрации 0,7 дм3/мин, продолжительность культивирования 24 ч - для B. subtilis ТПИ 13 и 0,4 дм3/мин и 26 ч - для B. licheniformis ТПИ 11 соответственно, число оборотов мешалки - 500 об/мин).
4. Культивирование бацилл в биореакторах БИОР-0,1 (коэффициент аэрации 0,7 дм3/мин, продолжительность культивирования 24 ч - для B. subtilis ТПИ 13 и 0,4 дм3/мин и 28 ч - для B. licheniformis ТПИ 11 соответственно, число оборотов мешалки - 530 об/мин для В. subtilis ТПИ 13 и 320 об/мин для B. licheniformis ТПИ 11). Посевной материал вносят в биореактор из расчета 1 млн живых спор на 1,0 см3 питательной среды.
5. Приготовление в гомогенизаторе смеси культуральных жидкостей B. subtilis ТПИ 13 и B. lichemiformis ТПИ 11, содержащих продукты микробного синтеза бацилл и биомассу бацилл в соотношении концентраций микробных клеток 1:1. Затем в гомогенизатор вносится равная по массе смесь пшеничных отрубей (ГОСТ 7169-66) и гороховой муки, взятых в соотношении 1:1. Перемешивание проводится при частоте вращения мешалки 1000 об/мин.
6. Высушивание полученной массы контактно-сорбционным методом в сушильной установке ЭВЗ с кипящим слоем в течение 3 ч при температуре 40°C и 3 ч - при температуре 60°C до влажности (5±1)%.
Пример 2
Для кормления поросят-отъемышей пробиотик вводят в рацион из расчетa 5-7,5 г на 1 животное, что обеспечивает эффективное увеличение приростов живой массы у поросят-отъемышей и подтверждается следующим примером.
При использовании пробиотика для откармливаемых свиней опытных групп был получен дополнительный прирост живой массы 9,2 кг в среднем на 1 голову (таблица 3).
| Таблица 3 | ||||
| Эффективность использования пробиотика для кормления поросят-отъемышей | ||||
| Показатели | Группа животных | |||
| I опытная | I контр. | II опытная | II контр. | |
| Доза КД-5 на 1 голову, г | 5,0 | - | 7,5 | - |
| Прирост живой массы всего, кг | 67,4 | 58,2 | 69,9 | 58,8 |
| Израсходовано кормов, кг | 220,18 | 220,18 | 272,9 | 272,9 |
Прирост общей живой массы показан на чертеже.
Установлено, что в первой опытной группе поросят-отъемышей прирост по сравнению с контролем составляет 9,2 кг, а во второй группе - 11,1 кг.
Таким образом, эффективность использования комбикормов и интенсивность откорма поросят-отъемышей была значительно повышена при использовании пробиотика.
1. Пробиотический препарат, предназначенный для увеличения прироста живой массы поросят-отъемышей, на основе штамма В. subtilis ТПИ 13-07.06.21-ДЕП/ВГНКИ и штамма В. licheniformis ТПИ 11-07.06.22-ДЕП/ВГНКИ, депонированных во Всероссийской государственной коллекции штаммов микроорганизмов, используемых в ветеринарии и животноводстве (ФГУ ВГНКИ), представляющий собой смесь культуральных жидкостей, содержащих продукты микробного синтеза данных штаммов, с концентрацией микробных клеток 5 млрд.м.к/см3, в объемном соотношении указанных штаммов 1:1, в которую внесено равное по массе количество смеси отрубей и гороховой муки, взятых в соотношении 1:1, высушенный до влажности (5±1)%.
2. Способ кормления поросят-отъемышей, включающий введение в рацион пробиотического препарата по п.1 из расчета 5-7,5 г на 1 голову.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что пробиотический препарат вводят поросятам-отъемышам в составе полнорационного комбикорма.
