BR112016008993B1

BR112016008993B1 - Composição probiótica para tratar animais, plantas, ou camas para animais, sistema para administrar uma composição probiótica, e, método para aumentar populações bacterianas benéficas nos tratos gastrointestinais de animais

Info

Publication number: BR112016008993B1
Application number: BR112016008993-6A
Authority: BR
Inventors: Scott Martell Boyette; Judith Gayle Pruitt; John Lawrence Knope; Adrian James Denvir; Charles Greenwald; Alex Erdman
Original assignee: Nch Corporation
Priority date: 2013-10-25
Filing date: 2014-10-27
Publication date: 2021-08-31
Also published as: BR112016008993A2; MY195765A; US10653729B2; WO2015061789A2; WO2015061789A3; CA2927360A1; MX2020009180A; US20150118203A1; MX2016005303A; CA2927360C; PH12016500633A1; US20180140647A1

Abstract

composição probiótica para tratar animais, plantas, ou camas para animais, sistema para administrar uma composição de tratamento, e, método para aumentar populações bacterianas benéficas nos tratos gastrointestinais de animais composições probióticas que compreendem uma ou mais espécies bacterianas em forma de esporos, um espessante para formar uma suspensão estabilizada e servir preferivelmente como um prebiótico, um ou mais ácidos ou sais de ácidos e, opcionalmente, um redutor de atividade da água. um sistema para administrar composições probióticas por alimentação por gravidade ou uma bomba sem contato em um ponto de consumo de um animal ou planta, preferivelmente em conjunto com água potável acidificada, compreendendo um recipiente desmontável com tubo acoplável que evita a contaminação da composição probiótica dentro do recipiente. administração pode ser acionada em resposta a um cronômetro, detector de movimento, sensor de nível de fluido, etiquetas de rfid, ou outro mecanismo para distribuir periodicamente ou continuamente uma dose da composição probiótica diretamente ao solo em torno de uma planta ou na água ou ração de um animal. um método para aumentar as bactérias benéficas no trato gastrointestinal do animal compreende adicionar probióticos à água potável acidificada.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO

[0001] Este pedido reivindica o benefício do pedido provisório U.S. número de série 61/895.775 depositado em 25 de outubro de 2013.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. Campo da Invenção

[0002] Esta invenção refere-se a composições probióticas estabilizadas incluindo composições simbióticas e composições usadas em conjunto com água potável acidificada e a um sistema e método para administrar as composições aos animais e plantas.

2. Descrição da Técnica Relacionada

[0003] Probióticos têm sido usados em fazendas e aplicações agrícolas durante muitos anos. Um uso primário das formulações de probióticos é como aditivo em ração, mas outros usos incluem o tratamento do alojamento, cuidados com feridas do animal, tratamentos de lagoas, e tratamento de água. Quando usado como aditivo de ração, o material probiótico é tipicamente adicionado diretamente à ração (conhecidos como produtos microbianos para alimentação direta “DFM") e consumidos pelo animal. Os produtos DFM estão comercialmente disponíveis em uma variedade de formas de produtos, incluindo pó, pasta, gel, bolos e cápsulas, que podem ser misturados na ração, usados como cobertura, consumidos como uma pasta, ou misturados com água ou um substituto de leite. Doses de uso variam por produto, desde aplicações de dose única até uma aplicação em alimentação contínua. A maioria dos produtos DFM deve ser armazenada em local fresco e seco, longe do calor, luz solar direta e níveis elevados de umidade para evitar danificar as bactérias ou tornar as bactérias ineficazes como um probiótico. Algumas formas de produtos DFM comercialmente disponíveis contém esporos de bactérias, particularmente espécies de Bacillus, que são consideradas mais estáveis e podem ter vidas úteis na prateleira longas, mesmo sob condições ambientais adversas, como temperaturas elevadas, secura e extremos de pH. Estes esporos irão germinar em células vegetativas e crescer quando as condições se tornarem favoráveis. Várias espécies de Bacillus são aprovadas pelo Food & Drug Administration e a Association of American Feed Control Officials (AAFCO) para uso em produtos DFM nos Estados Unidos, incluindo B. subtilis, B. licheniformis, B. pumilus, B. coagulans e B. lentus. Outros países aprovaram o uso de outras espécies de Bacillus como micro-organismos probióticos.

[0004] Mesmo espécies bacterianas relativamente estáveis usadas em produtos DFM podem ser sensíveis a algumas condições normalmente encontradas na aplicação de produtos DFM para gado. Por exemplo, a atividade da água na ração pode reduzir a vida útil na prateleira de até mesmo as formas bacterianas as mais estáveis. Várias técnicas são conhecidas para ajudar a aumentar a vida útil na prateleira das bactérias em produtos DFM. A microencapsulação é um método conhecido para aumentar a vida de prateleira de fórmulas probióticas de modo a permitir uso em produtos DFM. Por exemplo, Patente US 6254910 descreve um sistema de administração para liberar ingredientes instáveis ou sensíveis, em que o ingrediente instável ou sensível é coextrudado com outros ingredientes da ração, de modo que ele é encapsulado no interior de uma camada externa de ingredientes da ração, com cada camada tendo um teor de umidade específico. Várias espécies de probióticos, incluindo Bacillus coagulans, preferivelmente na forma de esporos, são descritas na patente '910 como ingredientes instáveis ou sensíveis que são apropriados para encapsulação para proteger o probiótico e aumentar a probabilidade de sobrevivência durante processamento e nas condições ambientais de uso. Outras tecnologias de encapsulação, incluindo extrusão com liofilização, emulsão e separação de fases foram usadas, mas com sucesso limitado e despesas adicionais. Um produto probiótico encapsulado conhecido, conhecido como Bac-in-A-box, é comercialmente disponível de SG Áustria (http://www.sgaustria.com/probiotics). Técnicas de microencapsulação mais recentes usando formação de cápsula de gel de alginato de cálcio parecem promissoras, mas ainda estão em fase de desenvolvimento e não são ainda apropriadas para grandes aplicações industriais.

[0005] Similarmente, Patente US 5.501.857 descreve uma cápsula dentro de uma cápsula compreendendo espécies bacterianas, tais como um dos gêneros LactoBacillus ou Bifidobacterium, na cápsula interna e outros ingredientes benéficos, tais como vitaminas, na cápsula externa, com cada cápsula sendo cercada por um envoltório de gelatina. A cápsula dentro de uma estrutura de cápsula permite o uso de vários ingredientes benéficos que não são compatíveis dentro de uma cápsula única. Estas cápsulas têm o inconveniente de requerer administração oral direta aos animais. Composições de administração oral direta e métodos similares são descritos em WO 2010/079104, WO 2012/167882, e Publicação de Pedido de Patente US 2013/0017174. No entanto, estas fórmulas são geralmente complexas e devem ser administradas diretamente a cada animal, o que é demorado e pode ser difícil.

[0006] É também conhecido adicionar bactérias probióticas à água potável dos animais, usando um biogerador para produzir as bactérias em um estado vegetativo. Tal método é descrito na Patente US 4.910.024, que descreve uma tecnologia de biogerador e método para administrar bactérias probióticas sensíveis à temperatura em uma condição viva e vegetativa em um número potencialmente elevado de animais domésticos, como um meio de aumentar a eficiência de absorção de nutrientes e controlar a proliferação de micro-organismos nocivos nos tratos digestivos de tais animais. Existem várias desvantagens para o uso de um biogerador no local para administrar probióticos. A principal desvantagem é a dificuldade com a manutenção da esterilidade ou prevenção da contaminação a partir de fontes externas de bactérias, leveduras e fungos. Idealmente, a água usada no biogerador deve ser livre de patógenos e o dispositivo deve evitar a transmissão de origem no ar de micro-organismos indesejáveis, que podem crescer no dispositivo e ser administrados aos animais. Esses dispositivos também requerem potência e pressão de água suficiente. Adicionalmente, o crescimento de bactérias no biogerador é dependente da temperatura e o dispositivo precisar ser controlado em temperatura para assegurar o crescimento apropriado das bactérias. As variações normais de temperatura ambiente e ambientais (como umidade) em locais onde o dispositivo seria normalmente usado, como em um estábulo, resultariam em variações de crescimento adversas e inconsistências sem controle de temperatura e do ambiente. Os produtos DFM que liberam bactérias em estado vegetativo na ração dos animais ou na água potável também podem ser mais susceptíveis ao ambiente severo do estômago uma vez ingeridos pelos animais e podem não sobreviver para alcançar o trato intestinal, onde os probióticos são geralmente mais eficazes. Além disso, a quantidade de bactérias deve ser fornecida aos animais no momento apropriado e em uma concentração apropriada para ser eficaz, e isto pode ser difícil de alcançar com a tecnologia existente de administração de probióticos.

[0007] Existem também sistemas conhecidos para a administração delíquidos estéreis. Por exemplo, Patente US 5320256 descreve um sistema para administrar um líquido estéril compreendendo um reservatório compressível para armazenar o líquido estéril, um elemento de administração flexível se estendendo desde o reservatório com o elemento de administração tendo um interior oco, e uma série de válvulas de corte para permitir liberar e impedir o refluxo do líquido ou do ar no sistema. Patente '256 não é especificamente relacionada com a administração de fórmulas probióticas ou administração de líquidos estéreis para animais ou em ambientes agrícolas. Outro exemplo, que é especificamente para administração de medicamentos, vitaminas, nutrientes, e similares para animais, é encontrado na Patente US 6.723.076. O sistema de administração descrito na patente '076 compreende saco vedado e desmontável com dois tubos fixados para enchimento do saco e administração da solução a partir do saco para um animal com uma pistola de seringa. Embora estes sistemas sejam dirigidos a alguns dos problemas associados com a administração do probiótico, eles não abordam os problemas relacionados com a estabilidade ambiental da composição probiótica ou dosagem automatizada e controlada da composição probiótica para um fornecimento de ração ou água.

[0008] É também conhecida a administração de probióticos aos animais em forma de esporos. Além da patente '910 discutida acima, a Patente US 4.999.193 descreve a adição de esporos de bactérias, particularmente Bacillus cereus (cepa IP 5832), para ração animal ou água potável. Os esporos são conhecidos como sendo capazes de resistir a altas temperaturas, tornando- os mais apropriados para incorporação em rações para animais durante produção da ração para animais, que tipicamente envolve calor. Embora o uso de bactérias formando esporos envolva problemas associados com a estabilidade em temperatura, a técnica anterior não fornece um sistema de administração apropriado que elimine a contaminação exterior, enquanto alcançando liberação controlada de um modo que possa ser facilmente usado em instalações já existentes, sem requerer qualquer adaptação ou fontes de potência adicionais.

[0009] Além de fornecer probióticos, é também conhecido fornecer prebióticos em combinação com probióticos. Esta combinação é geralmente conhecida como simbióticos. Por exemplo, WO 2012/027214 descreve uma combinação simbiótica de bactérias Bacillus em forma de esporos com carboidratos prebióticos, incluindo arabinoxilano, oligossacarídeos de arabinoxilano, xilose, dextrina de fibra solúvel, fibra solúvel de milho, e polidextrose. Um prebiótico é um carboidrato não digerível ou fibra solúvel que proporciona um efeito fisiológico benéfico sobre o hospedeiro ao estimular seletivamente o crescimento ou atividade favorável de bactérias benéficas do intestino e/ou redução das populações patogênicas. Os prebióticos são resistentes ao ácido gástrico digestivo e enzimas digestivas no estômago do animal e intestino delgado e são capazes de atingir o intestino grosso substancialmente intactos ou apenas parcialmente degradados (além de dissolução em água presente no trato gastrointestinal). Uma vez no intestino grosso, os prebióticos fornecem uma fonte de alimento de carboidratos para bactérias benéficas e sofrem fermentação completa ou parcial no cólon (parte do intestino grosso dentro do qual ocorre absorção de nutrientes adicional através do processo de fermentação). Fermentação ocorre pela ação de bactérias dentro do cólon sobre a massa de alimento prebiótico, produzindo gases e ácidos graxos de cadeia curta (SCFA). A produção de SCFAs, como ácido butírico, ácido acético, ácido propiônico, e ácidos valéricos, é aumentada quando prebióticos são adicionados à ração animal. Estudos científicos têm indicado que SCFAs apresentam benefícios significativos para a saúde. Ao aumentar as populações bacterianas benéficas, prebióticos também suprimem as populações de bactérias patogénicas no cólon, como Clostridia, E. coli, e Salmonella.

[0010] Vários prebióticos são conhecidos, incluindo polissacarídeos, oligossacarídeos, fruto-oligossacarídeos (FOS), galacto-oligossacidos (GOS), soja-oligossacarídeos (SOS), xilo-oligossacarídeos (XOS), pirodextrinas, isomalto oligossacarídeos (IMO), e lactulose. Os prebióticos de fibras dietéticas solúveis em água específicos também incluem Fructans (inulina), Xanthan Gum (E415), Pectin (E440), Natriumalginat (E401), Kaliumalginat (E402), Ammoniumalginat (E403), Calciumalginat (E404), PGA (E405), Agar (E406), e Carrageen (E407). A ingestão destas fibras prebióticas pode mudar como outros nutrientes e produtos químicos são absorvidos através de formação de volume e viscosidades e também pode alterar a natureza do conteúdo do trato gastrointestinal, tendo demonstrado aumento das populações de Lactobacilli e Bifidobacteria no intestino e no ceco de gado. Em estudos com aves de criação (especialmente estudos sobre frangos), o fornecimento de uma combinação simbiótica de prebióticos e probióticos tem demonstrado aumentar a razão de vilos/criptas (ou razão entre a altura dos vilos: profundidade das criptas). A razão de vilos/criptas é um indicador da provável capacidade digestiva do intestino delgado. Dentro do intestino delgado é que ocorrem os estágios finais de digestão enzimática, liberando moléculas pequenas capazes de serem absorvidas, como, açúcares, monossacarídeos, dissacarídeos, aminoácidos, dipeptídeos e lipídeos. Toda esta absorção e a maior parte da digestão enzimática ocorrem sobre a superfície das células epiteliais do intestino delgado e, para acomodar esses processos, uma área de superfície mucosal enorme é necessária. Os vilos são projeções diminutas (tipo dedo, tipo cabelo, tipo verme) do forro epitelial do intestino delgado. A altura dos vilos é medida a partir da ponta (topo) do vilo para a junção vilo-cripta. Os vilos são cheios com vasos sanguíneos onde o sangue circulante absorve os nutrientes. A cripta é a área entre os vilos. A profundidade das criptas é definida como a profundidade da invaginação, ou na dobra da parede, entre vilos adjacentes. Medições para a profundidade das criptas são medidas a partir da base para cima, para a região de transição entre a cripta e o vilo. Área de superfície de vilos é calculada usando a fórmula, VW/2 vezes VL, onde VW é igual à largura dos vilos e VL é igual ao comprimento dos vilos. Uma maior área de superfície proporciona maior absorção de nutrientes. O aumento na razão de vilo/cripta encontrado em estudos com simbióticos para aves indica um aumento na digestão e absorção de nutrientes.

[0011] Alguns estudos também têm demonstrado a importância e os benefícios deste tipo de sinergia entre probióticos e prebióticos e a eficácia para ajudar os animais jovens a alcançar um melhor desempenho de crescimento. Estudos usando B. subtilis como o probiótico e inulina como o prebiótico demonstraram que a combinação é mais eficaz em populações de suínos e aves do que o uso de B. subtilis sozinho. Por exemplo, esta combinação simbiótica foi mostrada como reduzindo o pH das excreções (P <0,05), pH das digestões intestinais e do conteúdo cecal em comparação com grupo controle. A combinação também modulou a composição da microflora ileal e cecal por diminuição dos números (P <0,05) de Clostridium e coliformes e aumento (P <0,05) dos números de Bifidobacteria e Lactobacilli em comparação com um grupo de controle. Em outro estudo, leitões desmamados foram mostrados como tendo níveis aumentados de butirato (um SCFA) quando alimentados com uma dieta contendo prebióticos. A importância de butirato na melhora do intestino é bem conhecida, como ela é crucial para otimizar a absorção de nutrientes.

[0012] Outro problema encontrado em sistemas de fornecimento de água para animais e plantas é o das populações bacterianas nos sistemas de transporte de água e água potável. O abastecimento municipal de água tipicamente tem alguns níveis de bactérias presentes e fontes locais de água (como um lago no local) podem conter bactérias do solo circundante, peixes e descarga. Estas bactérias são conhecidas por resultar em, ou contribuir para, a formação de biofilmes em sistemas de água potável. Biofilmes são formados quando células microbianas se fixam nas superfícies do sistema de água, como tubos e bocais /bicos de beber, e formam uma camada de filme ou lodo. Estes biofilmes podem se acumular, o que resulta em entupimento de partes do sistema, ou porções do biofilme também podem se romper, causando entupimento adicional em outras áreas do sistema, o que reduz a quantidade de água disponível para os animais ou plantas. Um método conhecido para a remoção de biofilmes nestes sistemas de água consiste em lavar o filme por aumento da pressão na linha de água. Este método pode causar danos a partes do sistema de água e tipicamente deixa um depósito mineral sobre o biofilme, que irá servir como um abrigo para os micro-organismos e resultar no restabelecimento do biofilme. Produtos químicos de tratamento, como cloro e peróxido de hidrogênio também são conhecidos como sendo usados e tendo uma boa capacidade de sanitização; no entanto, estes produtos não são benéficos para a saúde do intestino dos animais ou a saúde do solo das plantas e podem até ser prejudiciais.

[0013] É também conhecido acidificar a água por adição de alguns ácidos orgânicos na água. O uso de água acidificada é benéfico por diversas razões, incluindo o fato de que o ácido, em sua forma não dissociada, pode penetrar através da parede bacteriana e destruir alguns micro-organismos, o que pode reduzir a formação de biofilme no sistema de água, ajudar a manter limpos os bicos/bocais dos bebedouros, e poder reduzir o número de bactérias na água. Uma vez que as bactérias na água podem ser patogênicas e causar doenças quando ingeridas pelo animal, redução das bactérias na água pode ser particularmente útil à luz das proibições do uso de antibióticos em certas áreas geográficas, como a Europa. Adicionalmente, quando ingeridos pelos animais em quantidades suficientes para resultar em um pH do estômago abaixo de cerca de 6, o crescimento de micro-organismos patogênicos (de outras fontes, como ração) é inibido. Tipicamente, os ácidos orgânicos fracos, como ácido acético, ácido butírico, ácido láctico e ácido sórbico são usados para acidificar a água potável. Notam-se vários inconvenientes ou dificuldades com a acidificação da água potável. Por exemplo, pode ser difícil manter o nível de pH em uma faixa desejada (abaixo de 7 e, geralmente, abaixo de 5,5). A aplicação de ácidos individuais na água potável tipicamente resulta na rápida diminuição do pH, o que pode ter resultados negativos, como menor consumo de água e diminuído desempenho, incluindo menor taxa de conversão da ração e ganho de peso diário menor nos animais. Por exemplo, durante um período de doença, os suínos irão diminuir sua ingestão de alimentos, mas manter a sua ingestão de água. Assim, água palatável é importante para a saúde do trato gastrointestinal dos animais. O uso de ácidos também pode ser corrosivo para os componentes metálicos no sistema de água, o que resulta em custos de reparo e substituição adicionais. Para reduzir estes efeitos, uma mistura de ácidos orgânicos pode ser usada para acidificar a água potável, uma vez que a mistura tem um efeito de tampão que leva o pH a diminuir lentamente. Uma mistura sinérgica de ácidos orgânicos tem também um maior efeito antibacteriano, é mais saborosa, e é menos corrosiva quando comparada com ácidos individuais. Uso incorreto de água potável acidificada também pode resultar na proliferação de populações bacterianas e crescimento de algas (que pode resultar em maior entupimento do sistema de água) e a redução na ingestão de ração (que pode resultar em ganho de peso reduzido e absorção inapropriada de nutrientes). Além disso, alguns ácidos são conhecidos como causando o crescimento de fungos, que podem bloquear as peças do sistema e serem prejudiciais para o animal.

[0014] Embora seja conhecido usar probióticos sozinhos ou em combinação com prebióticos e usar separadamente água potável acidificada para proporcionar benefícios de saúde para os animais e melhorar a limpeza em sistemas de água para plantas e animais, não se conhecia previamente combinar probióticos, prebióticos e água potável acidificada juntos para proporcionar benefícios sinergísticos para a saúde.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[0015] Esta invenção refere-se a composições probióticas estabilizadas, incluindo composições compreendendo probióticos e prebióticos e a um sistema e método para administrar as composições aos animais e plantas, incluindo administrar as composições com água acidificada para proporcionar benefícios adicionais. As composições probióticas compreendem esporos probióticos em suspensão, que são estáveis em uma ampla faixa de condições ambientais, incluindo flutuações de temperatura que tipicamente podem ser encontradas nas fazendas e ambientes agrícolas. As composições são termicamente estáveis e não irão assentar, mudar a composição ou atividade sob condições extremas encontradas nestes ambientes de criação de animais e similares. As composições probióticas preferidas de acordo com a invenção compreendem uma ou mais espécies do gênero Bacillus em forma de esporos, que são estáveis durante condições adversas.

[0016] De acordo com uma modalidade preferida, a composição compreende esporos de bactérias, cerca de 0,00005 a 3,0% em peso de tensoativo, cerca de 0,002 a 5,0% em peso de espessante, e opcionalmente cerca de 0,01 a 2,0% em peso de acidificadores, ácidos ou sais de ácidos (incluindo os usados como um conservante ou estabilizante), sendo o restante água. De acordo com uma outra modalidade preferida, a composição compreende esporos de bactérias, cerca de 0,1 a 5,0% em peso de espessante, cerca de 0,05 a 0,5% em peso de ácidos ou sais de ácidos, opcionalmente, cerca de 0,1-20% em peso de redutores de atividade de água, e, opcionalmente, cerca de 0,1 % a 20% de acidificador adicional (ácidos ou sais de ácidos), sendo o restante água. Os acidificadores opcionais reduzem o pH da composição a níveis benéficos e podem ser usados para acidificar quantidades menores de água potável, quando a composição é adicionada à água potável de acordo com um método preferido de uso, como discutido em maiores detalhes abaixo.

[0017] Mais preferivelmente, os esporos de bactérias em ambas as modalidades preferidas estão na forma de mistura em pó seco de sal 40 a 60% (sal de cozinha) e 60 a 40% de esporos de bactérias, que, combinados, constituem cerca de 0,1 a 10% em peso da composição. As composições preferivelmente compreendem cerca de 1,0 X 108 a cerca de 3,0 X 108 cfu/ml da composição (suspensão de esporos), que, quando diluídas com água potável (aplicações de beber para os animais), fornecem cerca de 104 a 106 cfu/cepas bacterianas na água potável. Mais preferivelmente, o espessante em ambas as modalidades preferidas é um que também atua como um prebiótico, como goma xantana, para proporcionar benefícios adicionais.

[0018] O sistema e método para administrar composições probióticas e, preferivelmente, as composições de acordo com a invenção e incluindo prebióticos, ou outras composições de tratamento ou líquidos estéreis, compreende o acondicionamento das composições ou líquidos em um recipiente e a sua administração diretamente para um plantador ou estação de água ou ração usando alimentação por gravidade ou uma bomba sem contato acionada por bateria. As composições ou líquidos são preferivelmente acondicionados em um recipiente, mais preferivelmente, uma bolsa ou saco desmontável com um tubo acoplado ou acoplável (similar a uma bolsa IV ou bolsa de Mylar com uma abertura de dispensar integrada fixável ao tubo flexível). Dependendo do tipo de recipiente usado, o recipiente e o tubo flexível podem ser esterilizados ou podem ser usados sem esterilização. Ao usar os sistemas da invenção, a composição probiótica é protegida de contaminação por outras espécies bacterianas externas ou fungos ou similares, ao mesmo tempo sendo armazenadas no local de consumo, antes de serem dispensadas para o animal ou planta. A composição ou o líquido é fornecido a partir do recipiente através do tubo de distribuição para os postos de cochos de ração par aos animais, cochos de água para os animais, linhas de água potável pressurizadas, lagoas, máquinas de plantar e similares. A distribuição através do tubo é controlada por uma bomba sem contato ou alimentação por gravidade com uma válvula para controlar o fluxo da composição. A bomba ou válvula são controladas de modo que o fluxo da composição pode ser iniciado seletivamente e parado durante certas durações como necessário para alcançar uma dose ou volume de descarga apropriados, dependendo da composição ou líquido particulares envolvidos e da espécie de animal ou planta para a qual a composição ou líquido está sendo distribuída, ou para sincronizar a dosagem para corresponder a um esquema especial de oferta de alimento e bebida. A bomba ou válvula pode também ser controlada em resposta a estímulos externos, como movimento ou luz. Não é necessário ventilar o saco desmontável, assim os contaminantes no ar e bactérias indesejáveis não são introduzidos no recipiente da ração. De acordo com uma modalidade preferida, uma válvula tipo bico de pato ou mecanismo similar é fixada à extremidade do tubo de distribuição para evitar o crescimento de quaisquer contaminantes ou bactérias indesejáveis na extremidade do tubo. Quer seja usado com uma bomba sem contato ou com alimentação por gravidade, o recipiente de ração é, preferivelmente, pendurado em uma altura suficiente acima da bomba ou do ponto de descarga para prover pressão hidrostática suficiente para alimentar a bomba ou descarregar a composição, e para proteger a mesma dos animais. Para ajudar a prender o recipiente e proteger o mesmo de possíveis furos, ele pode ser opcionalmente colocado ou pendurado dentro de um armário ou alojamento de proteção. O sistema e método para administrar composições e líquidos de acordo com a invenção é simples e de baixo custo e não requer, para sua operação, uma fonte no local de água estéril ou fornecimento de energia elétrica.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0019] Sistema e método da invenção são ainda descritos e explicados com relação aos seguintes desenhos, em que: a Figura 1 é uma vista de elevação lateral de uma modalidade de um sistema de administração de acordo com a invenção; a Figura 2 é uma vista de elevação lateral de outra modalidade de um sistema de administração de acordo com a invenção; a Figura 3 é uma vista em elevação lateral de um recipiente alternativo e tubo flexível para uso com os sistemas de administração de acordo com a invenção; a Figura 4 é uma vista em perspectiva frontal de outra modalidade preferida de um sistema de administração de acordo com a invenção; a Figura 5 é uma vista em perspectiva traseira da modalidade do sistema de administração de Figura 4; a Figura 6 é uma vista em perspectiva frontal parcial do sistema de administração de Figura 4 dentro de um alojamento de suporte; e a Figura 7 é uma vista em seção transversal de elevação lateral do sistema de administração de Figura 4.

DESCRIÇÃO DAS MODALIDADES PREFERIDAS

[0020] Uma composição probiótica de acordo com uma modalidade preferida da invenção compreende uma ou mais espécies bacterianas, um tensoativo, e um espessante e, opcionalmente, um ou mais acidificadores, ácidos ou sais ou ácidos para atuar como um conservante. Uma composição probiótica de acordo com outra modalidade preferida da invenção compreende uma ou mais espécies bacterianas, um espessante, um ou mais acidificadores, ácidos ou sais de ácidos, e opcionalmente um tensoativo. Qualquer modalidade pode também incluir, opcionalmente, prebióticos, na medida em que o espessante não seja também um prebiótico, ou em adição a qualquer espessante que seja um prebiótico. Ambas as modalidades podem também incluir, opcionalmente, um ou mais redutores de atividade de água. Mais preferivelmente, as composições de acordo com a invenção compreendem várias espécies de esporos probióticas em suspensão, como descrito em maiores detalhes abaixo. O uso destas espécies na forma de esporos aumenta a estabilidade dos probióticos nas condições ambientais adversas, particularmente flutuações de temperatura que ocorrem em estábulos, celeiros, e outros ambientes de fazendas e campos agrícolas.

[0021] Um espessante apropriado é incluído na composição de acordo com ambas as modalidades preferidas. O espessante é preferivelmente um que não separa ou degrada em temperaturas variáveis, tipicamente encontradas em ambientes com climas não controlados, como estábulos, fazendas e viveiros. O espessante ajuda na estabilização da suspensão de modo que a mistura bacteriana permanece homogênea e dispersa através de um volume da composição e não assenta da suspensão. Quando usado com o sistema e método de administração descritos abaixo, isto assegura que a concentração de materiais probióticos é uniformemente distribuída por todo o recipiente, de modo que a dose de material probiótico administrada permanece consistente ou relativamente consistente (dependendo do método de administração e mecanismo de controle específicos usados) durante todo um ciclo de tratamento.

[0022] O espessante mais preferido em qualquer modalidade é goma xantana, que é um polissacarídeo composto por unidades de repetição de pentassacarídeo de glicose, manose e ácido glucurônico e um prebiótico conhecido. Diferente de algumas outras gomas, goma xantana é muito estável em uma ampla faixa de temperaturas e pH. A goma xantana, como todas as fibras solúveis, ajuda a equilibrar o pH intestinal e tende a retardar o movimento do alimento e estende o tempo de transição da boca até o ceco. Este retardamento pode permitir mais tempo para que os esporos germinem no estômago antes de alcançar o intestino, o que permite o uso de bactérias em forma de esporos mais estáveis, em vez do uso de bactérias vegetativas que podem não sobreviver nas condições ambientais severas de uso, ou podem não sobreviver no estômago do animal. Outro espessante preferido é a goma de acácia, que também é um prebiótico conhecido. Outros espessantes preferidos incluem goma de alfarroba, goma guar e goma arábica, que também, como se acredita, são prebióticos. Além dos benefícios prebióticos, estas fibras não se ligam a minerais e vitaminas, e, portanto, não limitam ou interferem com sua absorção e podem mesmo melhorar absorção de certos minerais, como cálcio. Outros espessantes que não são considerados prebióticos também podem ser usados.

[0023] Ambas as modalidades podem opcionalmente incluir um ou mais prebióticos, que são preferivelmente usados se o espessante usado não for um prebiótico, mas também podem ser usados em adição a um espessante prebiótico. Prebióticos são classificados como dissacarídeos, oligossacarídeos e polissacarídeos, e podem incluir Inulina, Oligofructose, Fructo- oligossacarídeos (FOS), Galacto-oligossacarídeo (GOS), trans-Glacto- Oligossacarídeos (TOS) e Fructo-oligossacarídeos de cadeia curta (scFOS), Fructo-oligossacarídeo de soja (soyFOS), Gluco-oligossacarídeos, Glico- oligossacarídeos, Lactitol, Malto-oligossacarídeos, Xilo-oligossacarídeos, Estaquiose, Lactulose, Rafinose. Manano-oligossacarídeo (MOS) são prebióticos que podem não enriquecer populações bacterianas probióticas e estimulam, como se acredita, o sistema imune.

[0024] Ambas as modalidades incluem preferivelmente um ou mais acidificadores, ácidos ou sais de ácidos para atuar como um conservante ou para acidificar a composição. Conservantes preferidos são ácido acético, ácido cítrico, ácido fumárico, ácido propiônico, propionato de sódio, propionato de cálcio, ácido fórmico, formato de sódio, ácido benzoico, benzoato de sódio, ácido sórbico, sorbato de potássio e sorbato de cálcio. Outros conservantes conhecidos, preferivelmente, conservantes de alimentos geralmente considerados como seguros (GRAS) também podem ser usados. Um ou mais destes mesmos ácidos ou sais ou ácidos também podem ser opcionalmente adicionados como um acidificador, além de qualquer quantidade usada como um conservante. Dependendo do mecanismo de dosagem e o ambiente, o acidificador opcional pode ser usado para acidificar uma quantidade menor de água potável, como a água em um único cocho em escala menor. Para sistemas maiores de água com múltiplos cochos ou cochos para água, é preferível usar um sistema de acidificação separado, uma vez que quantidades maiores de ácido ou sais ou ácidos serão necessárias para reduzir o pH do volume maior de água. Mesmo se não forem usados para acidificar completamente a água potável, estes ácidos e sais de ácidos ajudam na redução do pH da composição. Preferivelmente, o pH da composição está entre cerca de 4,0 e 7,0. Mais preferivelmente está entre cerca de 4,0 e 5,5 e mais preferivelmente cerca de 4,5. A redução do pH da composição pode ter atividade antimicrobiana com relação a leveduras, fungos e bactérias patogênicas.

[0025] Um ou mais redutores da atividade de água, como cloreto de sódio, cloreto de potássio, ou xarope de milho (uma solução a 70% de xarope de milho), são opcionalmente incluídos na composição de acordo com qualquer modalidade preferida. Um redutor de atividade da água ajuda na inibição do crescimento de micro-organismos, de modo que esporos de bactérias não germinam prematuramente, enquanto a composição está sendo armazenada antes do momento em que ela é descarregada no ponto de consumo pelos animais ou plantas a serem tratados. Eles também ajudam na inibição do crescimento de micro-organismos contaminantes.

[0026] A primeira modalidade inclui, preferivelmente, um tensoativo, mas ele é opcional na segunda modalidade. O tensoativo é preferivelmente um que é seguro para ingestão por animais, embora outros tensoativos possam ser usados com outras aplicações, como a administração a plantas. Mais preferivelmente, o tensoativo é polissorbato 80. Embora quaisquer tensoativos ou emulsionantes aprovados por AAFCO e GRAS possam ser usados com qualquer modalidade, notam-problemas porque alguns animais podem não tolerar muito bem todos os tensoativos aprovados. Porque os benefícios do tensoativo na estabilização da suspensão de modo que a mistura bacteriana permaneça homogênea e não assente também podem ser alcançados pelo uso do espessante, não é necessário adicionar o tensoativo. Se um tensoativo for usado na composição de acordo com esta segunda modalidade, ele é preferivelmente usado em cerca da mesma faixa de percentagem em peso, como na primeira modalidade.

[0027] Mais preferivelmente, as espécies bacterianas usadas em ambas as modalidades são uma ou mais espécies do gênero Bacillus. As espécies mais preferidas para as bactérias probióticas incluem as seguintes: Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amylophilus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus clausii, Bacillus firmus, Bacillus megaterium, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis var. natto, ou Bacillus toyonensis, mas também pode ser usada qualquer espécie Bacillus aprovados como um probiótico no país de uso. Prefere-se que as bactérias estejam em forma de esporos, como a forma de esporos é mais estável para flutuações ambientais, como mudanças na temperatura ambiente. Além disso, em comparação com DFM de estado vegetativo, acredita-se que os esporos são mais capazes de sobreviver através do estômago, uma vez ingeridos por um animal, para germinar nos intestinos, onde eles são benéficos. Mais preferivelmente, os esporos usados nas composições de acordo com a invenção são uma mistura de pó seco que compreende cerca de 40 a 60% de sal (sal de cozinha) e 60 a 40% de esporos de bactérias. Os esporos são liofilizados a partir de um concentrado de fermentação líquido. Sal é usado para diluir o pó de esporos liofilizados em uma contagem padrão de esporos na mistura final de pó de esporos. Durante a fermentação de produção, diferentes cepas de Bacillus irão crescer em taxas diferentes, resultando em variáveis números de contagem final para o licor da batelada de fermentação. O licor de fermentação é centrifugado para concentrar os esporos no licor. Então, o licor concentrado é liofilizado, o que resulta em um pó contendo apenas esporos de Bacillus. A adição de sal para o pó de esporos de Bacillus liofilizados auxilia na padronização da contagem de mistura de esporos por grama de batelada a batelada. Outras formas de esporos de bactérias ou misturas de esporos podem também ser usadas. Mais preferivelmente, a mistura de esporos secos é pré-misturada com uma porção da água usada na composição, em torno de 3 a 30% do total de água, e a solução de esporos de bactérias resultante é adicionada aos outros ingredientes, incluindo o restante da água. Isto ajuda na dispersão dos esporos de bactérias em toda a composição.

[0028] Uma composição probiótica de acordo com uma primeira modalidade preferida da invenção compreende, preferivelmente, esporos de bactérias que fornecem 108 cfu/ml da suspensão de esporos (mais preferivelmente em torno de 1,0 X 108 a cerca de 3,0 X 108 cfu/ml de composição, que, quando diluída em água potável fornece aproximadamente 104 a 106 cfu/ml de água potável), 0,00005 a 3,0% de tensoativo, e 0,002 a 5,0% de espessante e, opcionalmente, a cerca de 0,01 a 2,0% de um ou mais ácidos ou sais de ácidos como um conservante. Uma composição probiótica de acordo com uma segunda modalidade preferida da invenção compreende os esporos de bactérias que fornecem 108 cfu/ml da suspensão de esporos (que, quando diluída em água potável fornece aproximadamente 104 a 106 cfu/ml de água potável), cerca de 0,1 a 5,0% espessante (preferivelmente, um que também atua como um prebiótico), cerca de 0,05 a 0,5% de um ou mais conservantes, opcionalmente, cerca de 0,1 a 20% de um ou mais redutores de atividade de água e, opcionalmente, 0,1 a 20% de um ou mais acidificadores. O resto da composição em ambas as modalidades preferidas é água e as percentagens aqui apresentadas são expressas em peso. Prefere-se usar água destilada ou deionizada para remover os sais ou bactérias externas, mas pode também ser usada água da torneira ou outras fontes de água.

[0029] Vários exemplos de composições probióticas de acordo com modalidades preferidas da invenção foram preparados e testados para diferentes parâmetros. Estas composições são apresentadas na Tabela 1 abaixo.TABELA 1

[0030] O resto de cada composição é água (em torno de 1 L nestas amostras). Água deionizada foi usada em cada composição, exceto composição no. 1, que usou água da torneira. As percentagens indicadas são em peso. Cada fórmula foi marcada para ter um pH entre cerca de 4,0 e 5,5, mas algumas fórmulas foram verificadas como tendo valores reais de pH bem menores que o esperado. Fórmula no. 1 foi marcada para ter um pH entre 5,0 e 5,5, mas o seu pH real foi de cerca de 2,1 a 2,3, o que é muito baixo e pode ser prejudicial para os esporos, criar problemas de estabilidade com o acondicionamento, e ser submetido a regulamentos de transporte mais restritivos. Fórmula no. 1 também exibiu fraco espessamento. Fórmula no. 2 é a mesma que 1, exceto que a fonte de água é diferente. Fórmula no. 2 tinha um pH real em torno de 2,2-2,3 e também exibiu um espessamento fraco. A quantidade de ácidos e sais de ácidos da Fórmula no. 3 foi reduzida para aumentar o pH e para determinar se a espessura melhorou enquanto usando a mesma quantidade de espessante tal como em Nos. 1 e 2. Enquanto a Fórmula no. 3 foi uma melhoria em relação como as de números 1 e 2, ela ainda exibiu um espessamento fraco e o seu pH real foi de 6,6, sobre a faixa de valor de marcação. Os ácidos adicionais foram adicionados à Fórmula no. 4 para abaixar o pH e adicionou-se espessante adicional. Fórmula no. 4 tinha um espessamento melhorado, mas outras melhorias no espessamento seriam benéficas. A quantidade de ácido na Fórmula no. 5 foi substancialmente aumentada, o que resultou em um pH real de cerca de 1,0. A quantidade de ácido na Fórmula no. 6 foi reduzida e o espessante aumentado, o que resultou em uma composição que era muito espessa para cair. Fórmula no. 7 aumentou o espessante e a quantidade de redutores de atividade de água, mas exibiu problemas com a mistura de ácido benzoico e ácido sórbico. O ácido benzoico e ácido sórbico foram removidos na Fórmula no. 8. Fórmula no. 1-7 forneceu 2 X 1011 CFU/g e no. 8 forneceu 1 X 1011 cfu/g de esporos de bactérias. Destas fórmulas de amostra, a de no. 8 é a mais preferida uma vez que exibiu espessamento apropriado e tinha um pH real de cerca de 4,5 +/- 0,2, e usou menos mistura de esporos.

[0031] É preferido que as composições de acordo com as modalidades da invenção usem em torno de 0,01% a em torno de 0,3% de mistura de esporos de bactérias e mais preferivelmente entre cerca de 0,03% a 0,1% mistura de esporos de bactérias. Uma redução na quantidade de mistura de esporos usada reduz substancialmente os custos da composição. Dependendo da aplicação de uso final, diferentes quantidades de mistura de esporos podem ser usadas nas composições de acordo com a invenção. Por exemplo, as percentagens menores de misturas de esporos podem ser usadas nas composições para uso com galinhas, enquanto que percentagens maiores seriam usados na composição para uso com suínos.

[0032] Uma composição de acordo com a fórmula no. 8 foi testada quanto à vida na prateleira em várias temperaturas. Amostras de Fórmula no. 8 foram vedadas em um saco de plástico, como o usado em um sistema de administração preferido, como descrito abaixo, e armazenadas durante dois meses a temperaturas em torno de 4 a 8°C (39 a 46 F), 30°C (86°F), e 35°C (95oF) para simular faixas de temperatura típicas em que a composição probiótica pode ser armazenada e usada em ambientes agrícolas. No final do primeiro mês do período de armazenamento, cada amostra foi observada e testada. Todas as três amostras tinham um pH em torno de 4,5 e não ocorreu sedimentação, formação de camadas ou mudança de aspecto em qualquer uma das três amostras, indicando que os esporos de bactérias permaneceram em suspensão e dispersos em toda a composição durante o período de armazenamento. Nenhuma das amostras continha qualquer contaminação por fungos ou contaminação por bactérias gram-negativas. Na contagem de tempo zero (quando as amostras foram inicialmente armazenadas), cada amostra continha esporos de bactérias de cerca de 2,12 X 108 cfu/mL. No final do período de armazenamento de um mês, as amostras continham esporos de bactérias em torno de 2,09 X 108 cfu/ mL de suspensão de esporos (amostra de menor temperatura), 1,99 X 108 cfu/mL (amostra de temperatura média), e 2,15 108 cfu/ml (amostra de alta temperatura). As contagens de bactérias são um pouco variáveis em diferentes amostras, especialmente amostras espessas; no entanto, estas são considerados como contagens comparáveis. Cada amostra foi testada novamente após dois meses de armazenamento. As amostras continham esporos de bactérias de cerca de 2,08 X 108 cfu/ml (amostras de temperatura menor); 2,01 X 108 cfu/ml (amostras de temperatura média); e 2,0 X 108 cfu/ml (amostras de alta temperatura). A vida útil na prateleira alvo é de cerca de 2 X 108 cfu/ml suspensão de esporos, de modo que as amostras estão dentro do prazo de validade marcado como alvo após dois meses de armazenamento. Os resultados destes testes demonstram que as composições probióticas, de acordo com uma modalidade preferida da invenção, são estáveis ao longo de uma faixa de temperaturas, com os esporos de bactérias viáveis restantes, em suspensão e dispersos em toda a composição. A mistura de esporos (40 a 60% de pó de esporos e 60 a 40% de sal) usada em cada fórmula de exemplo foi igual, fornecendo, pelo menos, cerca de 2 X 1011 esporos/grama. As espécies de esporos na mistura foram várias cepas de Bacillus subtilis e Bacillus licheniformis. O pó da mistura de esporos foi pré-misturado com 100 mL de água com agitação durante 30 minutos antes de adicionar aos outros ingredientes. Pré-mistura com água na mistura ajuda na mistura de esporos com os outros ingredientes e dispersa os esporos por toda a composição.

[0033] Outro aspecto da invenção é um sistema e método para administrar composições probióticas e, preferivelmente, composições probióticas de acordo com a invenção, tal como aqui descrito, diretamente na ração animal ou água potável, no ponto de consumo. Embora seja preferido usar composições probióticas compreendendo uma ou mais espécies de Bacillus como de acordo com as composições da invenção, o sistema da invenção pode ser usado com composições compreendendo outros gêneros de bactérias e de outras espécies. Por exemplo, uma ou mais espécies dos seguintes gêneros: Bacillus, Bacteriodes, Bifidobacterium, Pediococcus, Enterococcus, Lactobacillus, e Propionibacterium (incluindo Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amylophilus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus clausii, Bacillus firmus, Bacillus megaterium, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis var. natto, ou Bacillus toyonensis Bacteriodes ruminocola, Bacteriodes ruminocola, Bacterioides suis, Bifidobacterium adolescentis, Bifidobacterium animalis, Bifidobacterium bifidum, Bifidobacterium infantis, Bifidobacterium longum, Bifidobacterium thermophilum, Pediococcus acidilacticii, Pediococcus cerevisiae, Pediococcus pentosaceus, Enterococcus cremoris, Enterococcus diacetylactis, Enterococcus faecium, Enterococcus intermedius, Enterococcus lactis, Enterococcus thermophilus, Lactobacillus delbruekii, Lactobacillus fermentum, Lactobacillus helveticus, Lactobacillus lactis, Lactobacillus plantarum, Lactobacillus reuteri, Lactobacillus brevis, Lactobacillus buchneri, Lactobacillus bulgaricus, Lactobacillus casei, Lactobacillus farciminis, Lactobacillus cellobiosus, Lactobacillus curvatus, Propionibacterium acidipropionici, Propionibacterium freudenreichii, Propionibacterium shermanii) e/ou uma ou mais das seguintes espécies: Leuconostoc mesenteroides, Megasphaera elsdennii podem ser usados com o sistema e método da presente invenção.

[0034] Com referência à Figura 1, uma modalidade preferida de um sistema de administração 10 é representado. O sistema de administração 10 compreende preferivelmente um recipiente 12, tubo 15, bomba sem contato 20, e um controlador 22. O recipiente 12 é, preferivelmente, um saco desmontável, similar a uma bolsa IV, contendo a composição probiótica. Uma extremidade superior 14 do recipiente 12 é preferivelmente uma seção selada isolada da bolsa desmontável através da qual um ou mais furos 26 são feitos para facilitar pendurar o recipiente 12 em ganchos ou um prego no local de consumo. Alternativamente, o recipiente 12 pode ser pendurado a partir de grampos ou mecanismos similares e a extremidade superior 14 pode incluir cristas externamente salientes para ajudar a fixar o recipiente 12 nestes grampos. O recipiente 12 pode ser esterilizado, preferivelmente por esterilização UV, antes do recipiente 12 ser cheio com uma composição probiótica para assegurar que não ocorra contaminação. Opcionalmente, o ar pode ser removido do espaço de topo no recipiente, mas isso não é necessário. Fixado em ou fixável a uma extremidade inferior do recipiente 12 está um tubo 15 tendo uma primeira porção 16 disposta perto do recipiente 12 e uma segunda porção 18 disposta perto do ponto de consumo onde a fórmula probiótica será liberada. Tubo 15 pode ser integralmente formado com o recipiente 12 ou pré-fixado ao recipiente 12, como será entendido pelos versados na técnica, antes da expedição para o local de uso. Tubo 15 pode também ser esterilizado, preferivelmente por esterilização UV, antes da expedição. Quando integralmente formado com ou pré-fixado ao recipiente 12, a extremidade distal da porção de tubo 18 é preferivelmente vedada com uma vedação ou cobertura removível, ou pode incluir uma válvula, para vedar o recipiente 12 uma vez cheio com uma composição probiótica. A vedação ou cobertura pode ser removida ou a válvula aberta quando a composição probiótica está pronta para ser dispensada no ponto de uso.

[0035] Tubo 15 passa através de uma bomba sem contato 20, como uma bomba peristáltica, que permite que a composição probiótica seja bombeada a partir do recipiente 12 através do tubo flexível 15 para ser dispensada no local de consumo, sem qualquer contato potencialmente contaminante com a bomba ou o ambiente exterior em que o sistema 10 está sendo usado. Recipiente 12 preferivelmente colapsa, à medida que ele é esvaziado por ação de bombeamento, sem a necessidade de uma entrada de ar. Bomba 20 é preferivelmente operado por bateria, de modo que uma fonte externa de energia não é necessária, tornando fácil adicionar sistema 10 a locais existentes para oferecer ração e bebida aos animais, mas pode também ser adaptado para ser conectado a uma tomada ou outra fonte de potência externa.

[0036] Recipiente 12 é preferivelmente pendurado acima da bomba 20 em uma altura suficiente para fornecer a pressão de topo necessário para dispensar a composição probiótica em uma entrada na bomba 20. Mais preferivelmente, a extremidade inferior do recipiente 12 será pendurada pelo menos 15,24 cm acima da entrada para bomba 20. A extremidade distal da porção de tubo 18 inclui preferivelmente uma válvula "bico de pato" ou mecanismo similares para evitar qualquer contaminação por refluxo através do tubo flexível. A extremidade distal da porção de tubo 18 também pode incluir estruturas de pulverização ou dispersão projetadas para dispensar a composição probiótica em um padrão mais amplo. Um padrão de dispersão mais amplo é particularmente preferido se a composição probiótica for dispensada em água potável estagnada, cocho grande de água ou ração, ração animal seca, ou alojamento ou material de cama de palha para os animais, a fim de espalhar a composição sobre uma área de superfície maiores. Um padrão de dispersão mais amplo também pode evitar a saturação da ração seca com umidade. A extremidade distal da porção de tubo 18 pode também ser dividida em tubos múltiplos ou fixada a um condutor tipo coletor para facilitar a administração da composição probiótica em múltiplos locais, como em vários cochos para água dentro de um estábulo.

[0037] Um controlador 22 é preferivelmente conectado à bomba 20 para ativar periodicamente a ação de bombeamento. Controlador 22 pode compreender um ou mais mecanismos de controle para ativar a bomba 20, como um cronômetro simples que ativa a bomba 20 durante uma determinada duração ou ciclo em intervalos de tempo específicos. Por exemplo, o controlador 22 pode ser um cronômetro programado para ativar a bomba 20 durante um ciclo de 60 segundos de seis em seis horas. Outros mecanismos de controle também podem ser usados além de ou em vez de um cronômetro. Por exemplo, um detector de movimento pode ser usado junto com um cronômetro para ativar a bomba 20 durante um ciclo de 60 segundos quando o movimento é detectado durante um período de tempo específico. Um mecanismo deste tipo iria permitir que a composição probiótica fosse liberada na água potável ou ração do animal quando a presença dos animais fosse detectada pelo movimento. Isto tem a vantagem sobre um mecanismo de controle apenas com cronômetro, que pode dispensar a composição probiótica quando nenhum dos animais está presente e pode resultar em desperdício do probiótico. As bactérias nas composições probióticas de acordo com a invenção podem sobreviver por horas mesmo depois de terem sido dispensadas, de modo que elas provavelmente ainda estão viáveis quando um animal se aproxima para comer ou beber, mesmo se ela tiver sido dispensada quando nenhum dos animais está presente, assim a administração quando os animais estão presentes não é crítica. O controlador 22 pode também ser configurado para detectar condições de luz ambiente (por exemplo, luz do dia ou luz do dia simulada, quando os animais estão mais propensos a comer ou beber) ou temperaturas ou outras variáveis que podem ser encontradas no ponto de consumo. A detecção destas condições pode resultar na composição probiótica ser dispensada em vezes quando os animais são mais propensos a serem ativos e consumir ração e água de modo a evitar o desperdício da composição probiótica.

[0038] O controlador 22 também pode ser configurado para detectar etiquetas de identificação por radiofrequência (RFID) ou tecnologia similar, fixadas nos animais. O controlador 22 iria ler o sinal da etiqueta de RFID, determinar qual o animal está presente, e dispersar seletivamente a bomba para distribuir a composição probiótica se o animal deve receber os probióticos. Isto pode ser particularmente utilizável se for desejado fornecer probióticos a certos animais, mas não é considerado necessário para outros animais, sem requerer uma administração individual de uma cápsula ou injeção. O uso de etiquetas de RFID pode também permitir ao sistema monitorizar quanto tempo um animal está presente no posto de consumo de água ou ração, o que pode ser usado para correlacionar a quantidade de probiótico realmente ingerida. Outros mecanismos de controle podem ser usados com a invenção, como será entendido pelos versados na técnica. Controlador 22 é preferivelmente operado por bateria, de modo que uma fonte de potência externa não é necessária, tornando fácil acrescentar o sistema 10 em locais existentes de consumo de ração ou água para os animais, mas ele também pode ser adaptado para ser ligado a uma tomada ou outra fonte de potência externa. Controlador 22 pode ser incorporado na bomba 20 e não precisa ser um componente separado do sistema 10.

[0039] Com referência à Figura 2, uma modalidade preferida de um sistema de administração 110 é mostrado. Sistema de administração 110 é baseado em gravidade para dispensar as composições probióticas, em vez de um sistema de bombeamento. Sistema de administração 110 compreende preferivelmente um recipiente 112, tubo flexível 115, válvula 124 e controlador 122. Recipiente 112 é preferivelmente um saco desmontável, similar ao recipiente 12. Tubo flexível 115 preferivelmente compreende uma primeira porção 116 disposta próxima de recipiente 112 e uma segunda porção 118 disposta próxima do ponto de consumo onde a composição probiótica será dispensada. Em vez de passar através de uma bomba sem contato, como no sistema 10, uma válvula 124 é disposta ao longo do comprimento do tubo flexível 115 (separando porção 116 da 118). As características previamente descritas para recipiente 12 e tubo flexível 15, também são aplicáveis ao recipiente 112 e tubo flexível 115. Válvula 124 é preferivelmente uma válvula de aperto, mas também podem ser usados outros tipos de válvulas. Acionamento da válvula 124 de uma posição aberta para fechada é controlado pelo controlador 122. Os vários mecanismos de controle para controlador 122 são iguais que para controlador 22. À medida que a composição probiótica no recipiente 112 é dispensada, a pressão de topo irá mudar e a quantidade de probiótico dispensada irá variar ao longo do tempo a não ser que o controlador 122 seja programado para manter a válvula aberta mais tempo ou abrir com maior frequência à medida que diminui o volume de composição probiótica dentro do recipiente 112. Por simplicidade, controlador 122 pode ser programado para a menor pressão de topo esperada. Variações na programação podem ser definidas de acordo com a altura em que é pendurado recipiente 112. Mais preferivelmente, a extremidade inferior do recipiente 112 será pendurada pelo menos em 15,24 cm acima do nível de distribuição na extremidade da porção de tubo flexível 118. Controlador 122 é preferivelmente operado por bateria, de modo que uma fonte de potência externa não é necessária, tornando fácil adicionar o sistema 110 em locais existentes para consumo de água e ração dos animais, mas também pode ser adaptado para ser conectado a uma tomada ou outra fonte de potência externa.

[0040] Como mostrado na Figura 3, uma configuração alternativa para um recipiente e tubo flexível apropriados para uso com o sistema 10, 110, ou 210 (como discutido abaixo) é mostrada. Recipiente 212 compreende um bico de esguicho integralmente formado ou pré-fixado 228. O bico de esguicho 228 é preferivelmente vedado com uma tampa removível durante a expedição e armazenamento. O bico de esguicho 228 tem preferivelmente roscas que se conjugam com os filetes dentro da tampa de modo que seja facilmente removido quando a composição probiótica dentro do recipiente 212 está pronta para ser dispensada. Alternativamente, o bico de esguicho 228 pode ter uma vedação removível ou cobertura do recipiente 212, sem requerer o uso de uma tampa. O tubo flexível 215 preferivelmente compreende uma extremidade superior 216, que compreende um conector 232 projetado para se conjugar com bico de esguicho 228 de modo a permitir comunicação fluida entre recipiente 212 e tubo flexível 215 através do bico de esguicho 228. Preferivelmente, conector 232 compreende roscas que conjugam com filetes no bico de esguicho 228. Antes da expedição, é preferido que o tubo flexível 215 seja esterilizado, preferivelmente por esterilização UV, e que ambas as extremidades do tubo flexível 215 sejam vedadas para evitar contaminação durante expedição e armazenamento. As vedações devem ser removidas quando o tubo flexível 215 é fixado ao recipiente 212 e estão prontas para dispensar a composição probiótica. Recipiente 212 e tubo flexível 215 podem ser usados com as outras partes do sistema de administração 10, 110, ou 210, dependendo de se uma aplicação alimentada por bomba ou aplicação alimentada por gravidade for desejada. As características previamente descritas para o tubo flexível 15, como bico de válvula de bico de pato ou bico de pulverização, também podem ser usadas com o tubo flexível 215. O recipiente 212 também compreende, preferivelmente, uma extremidade superior 214, que forma uma seção vedada através da qual um ou mais furos 226 são feitos para facilitar pendurar o recipiente 212 em ganchos ou prego no local de consumo. Alternativamente, recipiente 212 pode ser pendurado de grampos ou mecanismos similares e extremidade superior 214 pode incluir cristas salientes externamente para ajudar a fixar o recipiente 212 em tais grampos.

[0041] Como mostrado nas Figuras 4-7, uma outra modalidade preferida de um sistema de administração 210 de acordo com a invenção é mostrado. O sistema de administração 210 é similar ao sistema de administração 110 em que se baseia em gravidade para dispensar as composições probióticas ou outros fluidos, em vez de um sistema de bombeamento. O sistema de administração 210 tem a vantagem adicional de permitir o ajuste do volume de dose usando uma válvula de tipo êmbolo acionado por um motor simples para variar o volume de dose com base no tempo em que o motor é operado. Sistema de administração 210 compreende preferivelmente um recipiente 212, uma válvula dosadora 234, uma estrutura de montagem de válvula 240, um motor 252, um came 254, e uma estrutura de montagem do motor 264. Recipiente 212 é similar ao mostrado na Figura 3, mas podem ser usados outros recipientes e mecanismos para fixar o recipiente usado com sistema 210 para a válvula dosadora 234 e tubo flexível de administração (similar ao tubo flexível 216). Recipiente 212 é preferivelmente pendurado em um local elevado, como discutido com relação ao recipiente 112 do sistema 110. Recipiente 212 compreende um bico de esguicho 228 que é conectável em comunicação fluídica com a válvula dosadora 234. A válvula dosadora 234 é preferivelmente um sistema de êmbolo dosador de capacidade compreendendo uma porção superior 236, uma porção inferior 235, e uma porção de êmbolo 224. Porção superior 236 se fixa ao bico de esguicho 228 para formar uma vedação estanque aos fluidos. Porção superior 236 pode compreender roscas para se conjugar com as roscas no bico de esguicho 228 para conectar as duas partes juntas. O fluxo de fluido a partir do recipiente 212 é regulado pelo êmbolo 224, que é acionado pelo motor 252 e came 254, como descrito abaixo. Cada curso de bomba de êmbolo 224 leva uma quantidade de fluido a partir do recipiente 212 a ser dispensada. Porção inferior 235 é preferivelmente configurada para permitir ao êmbolo 224 ser inserido no corpo da porção inferior 235 e para o movimento deslizante do êmbolo 224 dentro e fora da porção inferior 235, à medida que o êmbolo 224 é acionado por came 254 para dispensar uma quantidade de fluido.

[0042] Estrutura de montagem de válvula 240 compreende preferivelmente uma base de montagem de válvula 242, um cursor de válvula 246, e um suporte de êmbolo 248. Base 242 compreende preferivelmente uma ou mais ranhuras 244 em que são inseridas uma ou mais saliências correspondentes 247 no cursor da válvula 246 para fixar o cursor de válvula 246 na base 244 em uma configuração deslizável. O suporte do êmbolo 248 é preferivelmente conectado ao cursor da válvula 246 e configurado para conjugar com uma parte do corpo do êmbolo 224, de tal modo que quando o cursor de válvula 246 desliza para cima ou para baixo com relação à base 242, o êmbolo 224 desliza, correspondentemente, para cima ou para baixo em relação à porção inferior 235. O movimento deslizante do cursor da válvula 246 é acionada por came 254. Came 254 compreende preferivelmente um corpo giratório 256 e um eixo 258, dispostos entre e conectados ao corpo giratório 256 e o primeiro conector de eixo 262 em uma extremidade e a um segundo conector de eixo 260 na outra extremidade. Primeiro conector de eixo 262 permite ao eixo 258 pivotar à medida que o corpo giratório 256 gira. Segundo conector de eixo 260 conecta eixo de came 258 ao cursor da válvula 246 através de uma abertura alongada 250 na base de montagem de válvula 242. Came 254 é conectado ao motor 252 por eixo de acionamento 253. Motor 252 e eixo de acionamento 253 acionam o corpo giratório 256 para girar, o que é transladado em movimento linear do cursor da válvula 246 ao longo do comprimento da abertura 250 através do eixo de came 258 e segundo conector de eixo 260. À medida que o cursor de válvula 246 se move para cima e para baixo em relação à base de montagem 242, o suporte da válvula 248 e, consequentemente, êmbolo 224, também são movimentados para cima e para baixo, o que aciona a abertura ou fechamento da válvula 234 para iniciar ou parar o fluxo de composição probiótica ou outro fluido a partir do recipiente 212. Tubo flexível (similar ao tubo flexível 215, que pode incluir todas as características anteriormente descritas para o tubo flexível 15) para levar a composição probiótica ou outro fluido a partir do recipiente 212 para o ponto de administração, como um cocho de água, está disposto através da abertura 249 no suporte 248, para permitir a comunicação fluídica através da válvula 234 quando a válvula 234 está em uma posição aberta.

[0043] Motor 252 é preferivelmente um motor de C.C. de engrenagem simples com um mecanismo de temporização interno, mas também podem ser usados outros tipos de motores. O mecanismo de temporização 252 ativa o motor para movimentar o êmbolo 224 para abrir a válvula 234 durante uma quantidade predeterminada de tempo e, então, ativa o motor 252 novamente para fechar a válvula 234. Alternativamente, o motor pode funcionar continuamente durante um período de tempo, abrindo e fechando repetidamente a válvula 234 até que a dosagem desejada de fluido a partir do recipiente 212 seja dispensada, então interrompe até o próximo ciclo de tempo predeterminado. O ciclo de abertura e fechamento da válvula 234 será repetido periodicamente, tal como uma vez a cada 24 horas, uma vez a cada 8 horas, ou qualquer outro intervalo de ciclo selecionado necessário para dosar a quantidade desejada de probióticos ou outro fluido a partir do recipiente 212. Mais preferivelmente, o mecanismo de temporização pode ser ajustável por um usuário ou incluir várias opções de temporização de ciclos que podem ser selecionadas por um usuário para alcançar a ativação e esquema de dosagem desejados. Motor 252 também pode ser conectado separadamente a um controlador, similar ao controlador 122, e os diversos mecanismos de controle são iguais que para o controlador 22 ou 122. Outros tipos de válvulas, tais como uma válvula solenoide controlada por um cronômetro programável, também podem ser usados com sistemas de acordo com a invenção para medir uma dose de fluido em ciclos dados para atingir uma taxa de dosagem desejada.

[0044] Estrutura de montagem de motor 264 suporta o motor 252 e permite que ele seja firmemente fixado a qualquer estrutura apropriada na área onde o fluido deve ser descarregado. Uma ou mais aberturas 266 são preferivelmente dispostas através da estrutura de montagem 264 para permitir que ela seja fixada por meio de parafusos ou de qualquer mecanismo de fixação convencional. Mais preferivelmente, sistema 210 é disposto em um alojamento 270 e a estrutura de montagem 264 deve ser fixada em uma parede de fundo interior do alojamento 270. Alojamento 270 é parcialmente mostrado na Figura 6. O alojamento 270 preferivelmente compreende paredes 272 nas superfícies de lado, frente, traseira, topo e fundo, mas as paredes da frente, fundo e topo não são mostradas na Figura 6. Preferivelmente, qualquer parte da parede da frente ou de topo é uma porta removível ou que pode ser aberta ou cobertura para permitir o acesso ao interior do alojamento 270 para permitir a substituição do recipiente 212 e outras partes do sistema 210, como necessário. Alojamento 270 preferivelmente compreende uma pluralidade de abas de suporte 274 que se estendem para dentro a partir de uma ou mais paredes 272, preferivelmente a partir de paredes laterais 272, para auxiliar no suporte e fixação do recipiente 212 dentro do alojamento 270. Um retentor de bico de esguicho 276 é também provido preferivelmente para permitir a inserção do bico de esguicho 228 e auxiliar no suporte do recipiente 212 dentro do alojamento. Ganchos ou grampos podem igualmente ser dispostos sobre uma parede de topo ou perto de uma extremidade superior de uma parede traseira do alojamento 270 para pendurar recipiente 212 dentro do alojamento 270 usando furos 226 ou por grampos sobre a extremidade superior 214 do recipiente 212. Alojamento 270 protege recipiente 212 da punção inoportuna e pode fornecer alguma proteção para o motor 252 (ou outro tipo de controlador) das condições ambientais no local de uso. Mais preferivelmente, os recipientes e controladores usados com o sistema 10 e 110 estão também preferivelmente localizados dentro de um armário ou alojamento, como alojamento 270 mostrado na Figura 6, para proporcionar uma proteção adicional para estes componentes. Alojamento 270 ou qualquer outro armário deve estar preferivelmente localizado em uma posição elevada (particularmente para sistemas 110 e 210, que se baseiam em alimentação por gravidade) e firmemente fixados a uma parede ou estrutura similar. Outras partes dos sistemas 10, 110, ou 210 também podem ser colocadas dentro do alojamento 270 ou em qualquer outro armário.

[0045] Recipientes 12, 112 e 212 são projetados para serem descartados e substituídos por novos recipientes 12, 112, ou 212 quando o conteúdo de probiótico é completamente ou substancialmente consumido durante o curso de ciclos de dosagem repetidos. Preferivelmente, os tubos flexíveis 15 e 115 são pré-fixados nos recipientes ou formadas integralmente com os recipientes e são similarmente descartados no final de um ciclo do recipiente. Um tubo flexível 215 é também preferivelmente descartado e um novo tubo flexível 215 usado com cada novo recipiente 212, mas tubo flexível 215 pode ser reusado com um novo recipiente, se desejado. O tamanho e o volume do recipiente de alimentação contendo a composição probiótica, composição de tratamento ou outro líquido estéril pode ser dimensionado de acordo com o ambiente de uso. Tipicamente, recipientes 12, 112, ou 212 serão dimensionados para conter 1 litro a 25 litros de composição probiótica, composição de tratamento ou outro líquido estéril. Embora quantidades de dosagem possam variar, dependendo das condições ambientais, tipo de mecanismo de alimentação usado, e tipo e número de animais envolvidos, um suprimento de um litro de composição probiótica de acordo com a invenção adicionado à água potável será suficiente para fornecer a um suíno médio com 5,4 X 109 esporos por dia, durante 30 dias ou pode fornecer a 2.000 galinhas a uma taxa de 106 esporos por dia e por galinha durante 50 dias. Isto permite o uso de recipientes de tamanhos menores na maioria das aplicações, que são mais fáceis de manusear por uma única pessoa, mas podem requerer uma substituição mais frequente com novos recipientes para reabastecer o suprimento da composição probiótica. Recipientes de tamanhos maiores podem também ser usados e recipientes 12, 112, ou 212 podem ser colocados dentro de um armário ou outro alojamento (tal como alojamento 270 mostrado na Figura 6) para ajudar a suportar o tamanho e peso do recipiente ou podem ser substituídos por garrafas ou tambores maiores, conforme necessário

[0046] Sistemas 10, 110 e 210 podem ser usados para dispensar composições probióticas e/ou simbióticas para ração animal, água potável, áreas de alojamento ou camas de palha. Quando dispensados em áreas de cama de palha e de alojamento, os esporos da composição probióticas podem competir com bactérias patogênicas, e devem degradar matéria orgânica, reduzindo assim os odores. Mais preferivelmente, sistemas 10, 110, e 210 são usados para dispensar composições probióticas e/ou simbióticas na água potável dos animais. Frequentemente, a água potável é dispensada em um cocho com água corrente. O ponto de distribuição no fim da porção de tubo flexível 18 ou 118 ou extremidade similar de tubo flexível 215 pode estar localizado no topo do cocho de modo que a composição probiótica pode fluir a jusante para alcançar vários locais de beber para os animais. Outros componentes podem ser adicionados a estes sistemas que melhoram a capacidade de controlar a alimentação dos probióticos. Por exemplo, pode ser usado um medidor de fluxo para tornar proporcional a taxa de alimentação de probiótico com a taxa de fluxo de água ou um tubo venturi para extrair a composição probiótica proporcional à taxa de fluxo da água. Quando usado com um posto individual com água não corrente, um sensor de nível de água pode ser incorporado ao sistema. Em combinação com o controlador, o sensor de água pode controlar a ingestão de água do animal, a fim de determinar a quantidade de probiótico ingerido. Esta informação pode ser usada como parte de um programa de otimização para a criação de animais. Este tipo de sistema também é útil com animais domésticos, que tipicamente possuem tigelas de água individuais. Os versados na técnica entenderão as modificações necessárias para incorporar tais funcionalidades.

[0047] Com relação ao sistema 10, a quantidade ou taxa de composição probiótica dispensada ou alimentada será uma função da taxa de bombeamento, duração do ciclo de bombeamento, e o tamanho de tubo flexível usado. Com relação ao sistema 110, a quantidade ou taxa de probiótico dispensada ou alimentada será uma função da duração em que a válvula é aberta, a pressão no topo, e o tamanho de tubo flexível usado. Com relação ao sistema 210, a quantidade ou taxa de probiótico dispensada ou alimentada será uma função do número de cursos de bomba ou duração em que a válvula é aberta, pressão no topo, e o tamanho de tubo flexível usado. A viscosidade da composição probiótica pode também ter impacto na quantidade ou taxa com que a composição é dispensada. As doses desejáveis das composições probióticas irão variar dependendo do probiótico usado e das espécies de plantas ou animais particulares envolvidos. Por exemplo, os suínos de tamanho maior ou “finais" são geralmente considerados como requerendo algumas das mais elevadas doses de probióticos para serem benéficas. Um suíno típico pesando entre 65,7 e 101,7 kg vai beber uma média de 9 litros de água por dia. A dose sugerida de DFM Bacillus é de cerca de 5 X 109 cfu/suíno/dia/9 litros de água. Uma composição probiótica, como de acordo com a invenção, pode fornecer cerca de 5,5 X 105 cfu/mL a cerca de 6,0 X 105 CFU/mL. Com dosagem ao longo de um mês, uma composição probiótica de um litro fornecerá cerca de 32 mL/dia e fornecerá uma contagem de esporos de cerca de 6,0 X 105 cfu/mL ou um total de 5,4 X 109 esporos/dia - a quantidade necessária por suíno. Portanto, um suprimento de um litro irá cerca de um mês para um único suíno nesta faixa de peso. Os suínos menores ou galinhas ou outros tipos de animais normalmente requerem doses menores de probióticos, o que tornaria um suprimento de um litro durar mais tempo ou ser suficiente para a dosagem de um número maior de animais. Vários fatores podem alterar estes números, que se destinam a ser exemplificativos e não limitantes. Por exemplo, quando dispensada em um cocho com água corrente, a taxa de fluxo da água pode também impactar a dose que alcança cada animal bebendo do cocho. À medida que os animais crescem, a dose desejável dos probióticos irá aumentar. Os versados na técnica compreenderão como determinar a dose desejável, e como ajustar os parâmetros dos sistemas da invenção, a fim de atingir estas doses, de modo a administrar uma quantidade eficaz de composição probiótica ao animal ou planta consumindo o probiótico.

[0048] Embora primariamente aqui descrito com relação a postos de consumo de água e ração para animais, os sistemas da invenção podem também ser usados para liberar probióticos às plantas por distribuição a uma máquina de plantar ou ao solo em volta da planta, um tanque de água ou cisterna, ou espécies aquáticas, como em um tanque ou lagoa para criação de peixes. Os sistemas da invenção são projetados para serem facilmente programados e reprogramados no ponto de consumo para ajustar a quantidade de probiótico dispensada de modo a atingir as doses desejadas de probióticos com base nas variáveis presentes.

[0049] Geralmente, superdosagem não é problemática para o animal ou planta envolvido, mas pode resultar em desperdício de composição probiótica, o que aumenta os custos envolvidos. Adicionalmente, quando usadas com as composições probióticas da invenção, as bactérias devem ser capazes de sobreviver durante várias horas, uma vez dispensadas do sistema, e podem até germinar na água potável ou tanque ou lago de criação de peixes, se este for o ponto de consumo em que o probiótico é dispensado. Embora seja um objetivo da invenção fornecer um sistema e método que será eficiente para maximizar a liberação da composição probiótica para os animais ou plantas pretendidos, em vez de composições serem desperdiçadas porque elas não são consumidas antes das bactérias não serem mais viáveis, a sincronização das quantidades de administração e dosagem não precisa ser exata.

[0050] Mais preferivelmente, sistemas 10, 110, e 210 são usados para dispensar composições probióticas e/ou simbióticas em água potável dos animais, em conjunto com água potável acidificada. Como mencionado acima, as composições probióticas de acordo com a invenção podem incluir acidificadores adicionais que podem ser usados para acidificar a água distribuída aos animais. Uma vez que os recipientes de probióticos são tipicamente relativamente pequenos, o uso do recipiente de composição probiótica para acidificar a água potável é possível apenas em situações em pequena escala envolvendo um único posto de beber ou cocho de tamanho menor. Quando é usado um sistema de fornecimento de água em escala maior, é preferível ter um sistema de acidificação separado para ser usado em conjunto com o sistema 10, 110, ou 210. Vários produtos de acidificação são comercialmente disponíveis, como Vevo Vital, Acid LAC, Selko-pH, Lupro- COD NA, e Amasil NA. Geralmente, eles são usados com um sistema de dosagem/injeção comercialmente disponível de Dosatron.

[0051] Embora acidificadores disponíveis comercialmente (que podem conter um ácido único ou mistura de ácidos ou sais de ácidos) possam ser usados em conjunto com o sistema 10, 110, ou 210, certos ácidos ou sais de ácidos são preferidos para serem usados para acidificar a água potável com base em sua atividade antimicrobiana. Por exemplo, o ácido acético inibe o crescimento de E. coli e Salmonella; ácido propiônico e ácido sórbico são antifúngicos (leveduras, mofos) e tem atividade antibacteriana com relação a E. coli (incluindo ETEC), coliformes e Salmonella; ácido láctico também tem atividade antibacteriana elevada com relação a E. coli (incluindo ETEC), coliformes e Salmonella, no entanto, ele pode ser metabolizado por muitas leveduras e mofos; ácido fumárico tem atividade antibacteriana para E. coli (incluindo ETEC), coliformes, e Clostridia; ácidos cítrico e benzoico têm atividade antibacteriana para E. coli (incluindo ETEC) e coliformes. Muitos sais comuns destes ácidos, tais como formato de cálcio, propionato de cálcio, diformato de potássio, sorbato de potássio, butirato de sódio, benzoato de sódio, e formato de sódio têm similarmente atividade antimicrobiana. Mais preferivelmente, os ácidos selecionados para acidificar a água potável têm um valor de pH mais baixo do que o valor de pKa de modo que a forma não dissociada irá dominar. A forma não dissociada é desejável porque é capaz de penetrar na parede celular das bactérias patogênicas, sem afetar negativamente as bactérias benéficas na composição probiótica. Muitos destes acidificadores estão incluídos na lista preferida de conservantes ou acidificadores usados com composições probióticas de acordo com a invenção. Como será entendido pelos versados na técnica, as taxas de dosagem diferentes para acidificadores serão usadas, dependendo do número, tipo, idade, e tamanho dos animais, condições sazonais e ambientais (como os animais geralmente consomem mais água durante os períodos de temperaturas elevadas e durante as horas de luz de dia ou de luz do dia simulada). Mais preferivelmente, a água no sistema de água é testada para determinar seu pH antes de adicionar qualquer acidificador e a quantidade de acidificador adicionada é ajustada conforme a medição de base. Isto evita a adição de muito (o que pode ser prejudicial para os animais e o equipamento do sistema de água) ou muito pouco acidificador (que elimina os benefícios tanto para os animais como para o sistema de água). Prefere-se que os ácidos ou sais de ácidos suficientes sejam adicionados à água potável de modo a atingir um pH na faixa de cerca de 4,5 a 6,5, mais preferivelmente entre cerca de 4,5 a 5,0.

[0052] Um benefício adicional de DFM usando composições de acordo com a invenção é que muitas das espécies de Bacillus irão sobreviver através do trato intestinal e permanecer viáveis nas fezes como esporos ou formas vegetativas. Tendo estas bactérias benéficas nas fezes auxilia na redução de odores associados aos dejetos de animais. Embora as composições de tratamento contendo as bactérias possam ser aplicadas diretamente ao refugo dos animais, como os montes de estrume, alojamentos e camas de palha para reduzir odores, um problema encontrado frequentemente é que pode ser difícil distribuir apropriadamente e uniformemente o tratamento bacteriano sobre as superfícies tendo substâncias que produzem os odores, e particularmente distribuir o tratamento bacteriano através de um monte de estrume. Tendo as bactérias de tratamento nas fezes do animal através de uma aplicação DFM auxilia na distribuição uniforme das bactérias benéficas completamente nas fezes e completamente nos montes de estrume ou instalações de armazenamento.

[0053] Os versados na técnica também apreciarão após a leitura deste relatório descritivo, que modificações e alterações nas composições probióticas e metodologia e sistema para administração de composições probióticas podem ser realizadas dentro do âmbito da invenção e que se pretende que o escopo da invenção aqui descrito seja limitado apenas pela interpretação mais ampla das reivindicações em anexo às quais os inventores são legalmente intitulados.

Claims

1. Composição probiótica para tratar animais, plantas, ou camas para animais, a composição caracterizada pelo fato de compreender: água; uma mistura de esporos de bactérias compreendendo ou mais de Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amylophilus, Bacillus subtilis, Bacillus clausii, Bacillus firmus, Bacillus megaterium, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis var. natto, ou Bacillus toyonensis em forma de esporos; um ou mais dentre ácido cítrico, ácido benzoico, ácido sórbico, ácido fumárico ou ácido propiônico ou sais desses ácidos; e um espessante; em que a composição compreende menos do que 1% total de um ou mais ácidos ou sais de ácido em peso da composição, e em que composição tem um pH entre 4,5 e 5,5.

2. Composição probiótica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende contagens de esporos de bactérias de cerca de 1,0 X 108 a 1,0 X 109 cfu/ml de composição e cerca de 0,1 a 5,0% em peso de espessante, em que o espessante é um ou mais dentre goma xantana, goma de acácia, goma de alfarroba, goma guar ou goma arábica; em que a mistura de esporos de bactéria compreende de 40% a 60% de sal e de 60% a 40% de uma ou mais espécies de Bacillus em forma de esporos, as porcentagens sendo em peso total da mistura de esporos de bactérias; e em que todos os ingredientes na composição são geralmente considerados como seguros (GRAS) para ingestão em animais.

3. Composição probiótica de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de compreender adicionalmente um tensoativo e dois ou mais dentre ácido cítrico, ácido benzoico, ácido sórbico, ácido fumárico ou ácido propiônico ou sais desses ácidos, em que a composição adicionalmente compreende água e cerca de 0,1 a 20% em peso total de um ou mais dentre cloreto de sódio, cloreto de potássio ou uma solução de xarope de milho a 70%.

4. Sistema para administrar a composição probiótica definida na reivindicação 1 em um ponto de consumo para uma planta ou animal ou em alojamento ou cama para animais, o sistema caracterizado pelo fato de compreender: um recipiente tendo um volume inicial de composição probiótica; um tubo em comunicação fluídica com o recipiente para fornecer uma quantidade de composição probiótica a partir do recipiente para um ponto de consumo pela planta ou animal; uma bomba sem contato para bombear a composição probiótica a partir do recipiente através do tubo; uma válvula para iniciar e parar o fluxo da composição probiótica através do tubo; um controlador para controlar o fluxo de composição probiótica através do tubo; em que o recipiente é vedado para evitar a contaminação da composição probiótica dentro do recipiente, e em que composição probiótica é liberada por alimentação por gravidade.

5. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a composição probiótica compreende contagens de esporos da espécie Bacillus de cerca de 1,0 X 108 a 1,0 X 109 cfu/ml de composição e cerca de 0,1 a 5,0% em peso de espessante, e em que o espessante é um ou mais de goma xantana, goma de acácia, goma de alfarroba, goma guar ou goma arábica.

6. Sistema de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o ponto de consumo é água potável dos animais e compreende adicionalmente: um segundo recipiente tendo um volume inicial de um ou mais dentre ácido acético, ácido propiônico, ácido sórbico, ácido láctico, ácido cítrico, ácido benzoico, ácido fumárico, ou sais dos mesmos, ou formato de cálcio, diformato de potássio, butirato de sódio ou formato de sódio; e um mecanismo de dosagem para liberar uma quantidade dos ácidos ou sais de ácidos a partir do segundo recipiente para a água potável de modo a acidificar a água potável; em que água potável acidificada tem um pH entre cerca de 4,5 e 6,5.

7. Sistema de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a válvula é uma válvula dosadora compreendendo um atuador de êmbolo e em que o controlador é um motor conectado a um cronômetro que aciona o êmbolo para abrir e fechar a válvula durante uma quantidade predeterminada de tempo para atingir uma dosagem desejada de composição probiótica e ciclos de abertura e de fechamento da válvula em intervalos predeterminados.

8. Método para aumentar populações bacterianas benéficas nos tratos gastrointestinais de animais, o método caracterizado pelo fato de compreender: fornecer água potável; adicionar uma quantidade de uma composição probiótica na água potável; acidificar a água potável por adição de uma quantidade de um ou mais ácidos ou sais de ácidos na água potável, em que a água potável acidificada tem um pH entre cerca de 4,5 e 6,5; em que a composição probiótica e ácidos ou sais ou ácidos são adicionados antes ou durante um tempo quando um animal irá beber a água potável, e em que a composição probiótica compreende uma mistura de esporos de bactérias compreendendo uma ou mais espécies Bacillus na forma de esporos; um ou mais dentre ácido cítrico, ácido benzoico, ácido sórbico, ácido fumárico ou ácido propiônico ou sais desses ácidos em uma quantidade de menos do que 1% em peso total da composição probiótica; um espessante compreendendo um ou mais dentre goma xantana, goma de acácia, goma de alfarroba, goma guar ou goma arábica e tendo um pH entre 4,5 e 5,5.

9. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente a medição do pH da água potável antes da etapa de acidificação e alteração da quantidade de ácidos ou sais de ácidos adicionados com base na medição de pH, em que os ácidos ou sais de ácidos na etapa de acidificação são um ou mais dentre ácido acético, ácido propiônico, ácido sórbico, ácido láctico, ácido cítrico, ácido benzoico, ácido fumárico, formato de cálcio, propionato de cálcio, diformato de potássio, sorbato de potássio, butirato de sódio, benzoato de sódio ou formato de sódio.

10. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a espécie Bacillus compreende uma ou mais de Bacillus pumilus, Bacillus licheniformis, Bacillus amylophilus, Bacillus subtilis, Bacillus amyloliquefaciens, Bacillus clausii, Bacillus firmus, Bacillus megaterium, Bacillus mesentericus, Bacillus subtilis var. natto, ou Bacillus toyonensis.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a composição probiótica compreende contagens de esporos de bactérias de cerca de 1,0 X 108 a 1,0 X 109 cfu/ml de composição, cerca de 0,1 a 5,0% em peso de espessante e de 0,05 a 0,5% em peso total de um ou mais ácidos ou sais de ácidos, em que a composição probiótica adicionalmente um tensoativo e em torno de 0,1 a 20% em peso total de um ou mais dentre cloreto de sódio, cloreto de potássio, ou uma solução de xarope de milho a 70%.

12. Método de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que a composição probiótica é adicionada à água potável usando um sistema de dosagem e administração compreendendo: um recipiente tendo um volume inicial de composição probiótica; um tubo em comunicação fluídica com o recipiente para fornecer uma quantidade da composição probiótica do recipiente para a água potável; uma bomba sem contato para bombear a composição probiótica a partir do recipiente através do tubo; uma válvula compreendendo um êmbolo para iniciar e parar o fluxo da composição probiótica através do tubo; um controlador compreendendo um motor com um cronômetro interno para controlar o fluxo da composição probiótica através do tubo por meio da atuação do êmbolo para abrir e fechar a válvula durante uma quantidade predeterminada de tempo para atingir uma dosagem desejada de composição probiótica e ciclos de abertura e de fechamento a válvula em intervalos predeterminados; e em que o recipiente é vedado para evitar contaminação da composição probiótica dentro do recipiente.