DE3853888T2

DE3853888T2 - Verwendung von einem fructo-oligosaccharid zur herstellung einer bacteriostatischen zusammensetzung zur vorbeugung des wachsens von salmonellen und ein verfahren zur vorbeugung des wachsens von salmonellen.

Info

Publication number: DE3853888T2
Application number: DE3853888T
Authority: DE
Inventors: Peter Perna; Robert Speights
Original assignee: BEGHIN MEIJI IND
Current assignee: BEGHIN MEIJI IND
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1988-10-12
Publication date: 1995-11-02
Anticipated expiration: 2008-10-13
Also published as: AU2625588A; EP0381700A1; DE3853888D1; WO1989003218A1; EP0381700B1; JPH03501971A; US4902674A; EP0381700A4; CA1337045C; ATE122888T1

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf die Inhibierung des Wachstums von Salmonellen. Spezieller bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Inhibieren des Wachstums von Salmonellen in den Gedärmen von Nutztieren um Salmonelleninfektionen bei Menschen zu verhindern.

Hintergrund der Erfindung

Salmonellenbakterien sind gut bekannte humane Krankheitserreger. Der bekanntest Weg der humanen Infektion ist durch Aufnahme von verseuchten Nahrungsmitteln. Viele Arten von Salmonellen sind als übliche Mikroflora in Eingeweiden von Nutztieren, so wie Geflügel und Rindvieh, erkannt.
Verschiedene Zusammensetzungen sind für die Behandlung von Salmonellenvergiftungen im Menschen bekannt. Beispielsweise Chloramphenicol, Ampicillin und Trimethoprim-Sulfa, sind bekannt, wirksam gegen Salmonellenorganismen zu sein. Während solche Zusammensetzungen allgemein nützlich gegen Salmonellen sind, ist die ideale Methode zum Beherrschen von Salmonellenvergiftungen die Verhinderung der Infektion. Geeignete Säuberung van Fleisch- und Molkereiprodukten und gründliches Kochen können menschliche Infektionen durch Salmonellen verhindern.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Beherrschen von Salmonellenvergiftungen bei Menschen durch Inhibieren des Wachstums von Salmonellenpopulationen in Nutztieren. Auf diese Weise sind weniger Organismen in Nutztieren vorhanden, und deshalb ist die Chance einer Übertragung auf Menschen geringer. Dieses Verfahren schließt die Einführung einer wirksamen Zusammensetzung zur Inhibierung des Wachstums von Salmonellen in dem Darmtrakt von Nutztieren ein.
Spezielle Ausführungsarten der wirksamen Zusammensetzung des vorliegenden Verfahrens werden von Meiji Seika Kaisha Ltd. unter dem Handelsnamen "Neosugar" produziert. Beispielsweise in Oku et al., Nondigestibility of a New Sweetener, "Neosugar'" in the Rat, J. of Nutrition, v. 114, No. 9, Seiten 1575-81 (1984), ist Neosugar als eine Mischung von 1-Kestose, Nystose und 1-Fructofuranosyl- Nystose beschrieben, die hinsichtlich der Verdaulichkeit in Ratten untersucht wurde. Siehe auch US-Patent US-A- 4 681 771 für Adachi, et al. (21. Juli 1987), U.K. Patent GB-B-2 072 679 und U.K. Patent GB-B-2 150 338, in Inhaberschaft von Meiji Seika, welche die Benutzung von Neosugar- Zusammensetzungen als gering karieserzeugende und kalorienarme Süßungsmittel erörtern.
Ähnliche Zusammensetzungen sind für eine Vielzahl von anderen Verwendungen bekannt. In der europäischen Patentanmeldung EP-A-0 188 047 ist ein Verfahren zum Vorbereiten einer Zusammensetzung bezeichnet als "Fructo-Oligosaccharose" offenbart. Das Verfahren schließt die Kultivierung einer Aureo-Basidium Spezies ein, um das Enzym Fructosyl- Transferase herzustellen. Das Kulturmedium wird dann mit Saccharose in Kontakt gebracht, um ein Substrat für die Herstellung dieser Fructo-Oligosaccharide durch das Enzym vorzusehen.
Die europäische Patentanmeldung EP-A-0 133 547 beschreibt ein Tierfutter zum Verhindern von Durchfall (Diarrhöe), welches Fructo-Oligosaccharide einschließt, die durch die Einwirkung von Fructosyl-Transferase auf Saccharose hergestellt sind.
Das US-Patent US-A-4 496 550 für Lindahl, et al. (29. Januar 1985) und das US-Patent US-A-4 401 662 für Lormeau, et al. (30. August 1983) erörtern die Verwendung von Mischungen von Oligosacchariden um Koagualation von Blut entgegenzuwirken oder zu verhindern, um arterielle Thrombose zu verhindern.
Das US-Patent US-A-3 701 714 für Shigetaka (31. Oktober 1972) und das US-Patent US-A-3 703 440 für Shigetaka (21. November 1972) erörtern die Benutzung von Oligosacchariden als Hauptbestandteil für die Verwendung als ein Stärkesirup. Das US-Patent US-A-3 728 132 für Tsuyama, et al. (17. April 1973) und das US-Patent US-A-3 894 146 für Tsuyama (8. Juli 1975) erörtern die Verwendung von Oligosacchariden als gering karieserzeugendes Süßungsmittel.
Das US-Patent US-A-4 435 389 für Mutai, et al. (6. März 1984) erörtert eine Oligosaccharid-Zusammensetzung zum Fördern des Wachstums von Bifidobekterien in menschlichen Eingeweiden. Die Oligosaccharid-Zusammensetzung hat eine allgemeine Formel von Gal-(gal)n-Glc, worin "Gal" einen Galactoserest bezeichnet, "Glc" einen Glucoserest, und "n" eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.
Bifidobakterien sind Bakterien, die in humanen Eingeweiden mit bekannten nützlichen physiologischen Auswirkungen leben.
Das US-Patent US-A-4 160 026 für Iwamatsu (3. Juli 1979) beschreibt antibiotische Oligosaccharide genannt Sf-1130-x&sub1; und Sf-1130-x&sub2;, die durch Fermentation von Streptomyces myxogenes SF-1130 hergestellt werden. Giftigkeit gegen eine Anzahl von Mikroorganismen einschließlich Salmonellen, wie durch Bildung von Inhibierungszonen aus mit den Zusammensetzungen imprägnierten Papierscheiben getestet, waren offenbart. Diese Substanzen sind als aktive antibiotische Substanzen gegen gramnegative Bakterien beschrieben.
Das US-Patent US-A-4 316 894 für Omoto, et al. (23. Februar 1982) beschreibt eine als Sf-1130-x&sub3; bezeichnete Verbindung, die eine offenbarte Verwendung als eine Arznei zum Unterdrücken von Blutzuckeranhebungen nach Einnahme von Stärke und/oder Zuckern und als eine schwach antibakterielle Verbindung hat. Obwohl die chemische Struktur nicht bereitgestellt ist, wurde die antibakterielle Aktivität bei E. coli aufgezeigt. Sf-1130-x&sub3; ist als ein Oligosaccharid bezeichnet und detaillierte chemische Kennzeichnungen der Substanz werden geliefert. Sf-1130-x&sub3; wird durch Fermentation von Streptomyces-Bakterien hergestellt.
Chemical Abstracts, Vol. 100, No. 17, 23/04/84 Abstract No. 137377 f lehrt, daß bestimmte definierte Fructo-Oligosaccharide als Bifido-wachstumsstimulierende Substanzen wirksam sind. Veterinary Record, Vol. 106, No. 3, 19/01/80, Seite 61 lehrt, daß ausgebrütete Küken vor Infektion durch futtervergiftende Salmonellen durch Darreichung von einer Suspension von caecalem Material eines erwachsenen Vogels geschützt werden können. Die Forscher offenbarten, daß erwachsene caecale Mikroflora aus einer komplexen Mischung besteht, die Coliforme, fäkale Streptokokken, Clostridia, Lactobazillen und nicht sporende Anerobe einschließt.
Angesichts des Vorstehenden ist eine neue Methode zum Inhibieren des Wachstums von Salmonellen sehr wünschenswert. Solch ein Verfahren ist nützlich zum Kontrollieren oder Begrenzen der Population von Salmonellen in den Eingeweiden von Nutztieren als ein Mittel zum Verhindern menschlicher Salmonelleninfektionen.

Zusammenfassung der Erfindung

Gemäß einem ersten Aspekt in der vorliegenden Erfindung wird die Verwendung von einem Fructo-Oligosaccharid zur Herstellung einer bakteriostatischen Zusammensetzung zur Inhibierung des Wachstums von Salmonellen in einem Nutztier zur Verfügung gestellt, wobei die Fructo-Oligosaccharide ein Saccharosemolekül aufweisen, an das 1 bis 8 Fructosereste gebunden sind.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-therapeutisches Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Salmonellen in einem Nutztier zur Verfügung gestellt, umfassend das Füttern an das Tier als Salmonellen-Wachstumsinhibitor, worin der Salmonellen-Wachstumsinhibitor ein Fructo-Oligosaccharid mit einem Saccharosemolekül ist, an das 1 bis 8 Fructosereste gebunden sind.
Gemäß einem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein nicht-therapeutisches Verfahren zur Inhibierung des Wachtstums von Salmonellen in einem Nutztier in Anwesenheit von Mikroorganismen von anderer Art als Salmonellen zur Verfügung gestellt, umfassend das Füttern einer Zusammensetzung an ein Tier, die durch die anderen Mikroorganismen mit einer größeren Rate fermentiert wird, als die Rate, bei der diese Mischung von Salmonellen fermentiert wird, worin die Zusammensetzung ein Fructo-Oligosaccharid ist, welches ein Saccharosemolekül aufweist, an das 1 bis 8 Fructosereste gebunden sind.
Vorzugsweise ist die Zusammensetzung ein Tierfutter, in das die Fructo-Oligosaccharide als Salmonellen-Inhibitor eingebracht sind. Vorzugsweise ist das Nutztier Geflügel. Vorzugsweise ist das Fructo-Oligosaccharid eine Verbindung ausgewählt aus 1-Kestose, Nystose, 1-Fructofuranosyl- Nystose und Mischungen davon.
Das Fructo-Oligosaccharid ist gekennzeichnet als ein Saccharosemolekül, an das 1 bis 8 Fructosereste gebunden sind. Diese Klasse von Verbindungen ist durch ein Produkt als Beispiel veranschaulicht, Neosugar, das als Komponenten 1-Kestose, Nystose und 1-Fructofuranosyl-Nystose enthält. Das Fructo-Oligosaccharid kann in einer Futterzusammensetzung vorliegen, die auch eine Nährkomponente hat.
Ein besonderes Ausführungsbeispiel der Erfindung schließt das Füttern der Zusammensetzung an ein Tier ein, um das Wachstum von Salmonellen in den Eingewiden des Tieres zu inhibieren. Ein weiteres Ausführungsbeispiel schließt das Füttern der Zusammensetzung an ein Tier ein, das Darmsalmonellen hat, die nicht fermentieren können und eine Darm- Mikroflora, so wie Lactobazillus oder Streptokokkus, welche die Fructo-Oligosaccharide nicht fermentieren können. Bei diesem Verfahren werden Salmonellen konkurrierend von dem verstärkten Wachstum anderer Bakterien inhibiert.

Detaillierte Beschreibung

Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt eine Methode zur Inhibierung des Wachstums von Salmonellen ein. Eine besondere Anwendung der Erfindung ist die Inhibierung von Salmonellen in den Eingeweiden von Tieren zum Verhindern von Infektionen von Menschen, die später Nahrungsmittelprodukte von den Tieren einnehmen. Im allgemeinen ist die wirksame Zusammensetzung dieser Methode eine Mischung von Fructo-Oligosacchariden, welche das Wachstum einer Spezies von Salmonellen inhibiert. Es wird geglaubt, daß die Inhibierung aufgrund der Unfähigkeit von Salmonellen auftritt, die wirksame Zusammensetzung zu fermentieren. Die wirksame Zusammensetzung und spezielle Ausführungsbeispiele der wirksamen Zusammensetzung werden unten detaillierter erörtert. Jedoch wird vorläufig alle Ausführungsbeispiele allgemein auf die "wirksame Zusammensetzung" Bezug genommen.
Das Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Salmonellen schließt das Bringen einer Population von Salmonellen in Berührung mit der wirksamen Zusammensetzung ein. Es ist herausgefunden worden, daß in der Gegenwart der wirksamen Zusammensetzung, mit nur geringen Mengen von anderen verfügbaren Kohlenhydrat-Quellen als die wirksame Zusammensetzung, die Fermentationsaktivität von Salmonellen begrenzt ist. Die auftretende Fermentation wird als Fermentation von kleinen Mengen in dem Medium vorliegender Glucose oder Saccharose angesehen. Ohne zu wünschen, durch Theorie gebunden zu sein, wird geglaubt, daß das Fehlen von Fermentationsaktivität auf die Unfähigkeit von Salmonellen zurückzuführen ist, die Komponenten der wirksamen Mischung in kleinere Zuckereinheiten zu zerlegen. Deshalb wird, gemäß dieser Theorie, in einer Umgebung, in der die wirksame Zusammensetzung vorliegt, das Wachstum von Salmonellen durch reduzierte Kohlenwasserstoff-Verfügbarkeit inhibiert. Wenn die Kohlenwasserstoff-Quelle der Umgebung vorrangig aus der wirksamen Zusammensetzung besteht, ist die Inhibierung sehr stark. Wenn die Umgebung andere Kohlenwasserstoffquellen hat, die von Salmonellen benutzt werden können, tritt die Inhibierung auf, aber auf einem niedrigeren Niveau.
Das oben erörterte Ausführungsbeispiel der wirksamen Zusammensetzung scheint das Wachstum von Salmonellen aufgrund der Unfähigkeit der Organismen die wirksame Zusammensetzung zu fermentieren zu inhibieren.
Ein besonderes Ausführungsbeispiel des vorliegenden Verfahrens schließt das Einführen der wirksamen Zusammensetzung in den Darmtrakt des Nutztieres ein. Eine große Vielfalt von Mikroflora ist in den Eingeweiden von allen Tieren anwesend. In den Eingeweiden von vielen Tieren, von denen Menschen Nahrungsmittel ableiten, sind Populationen von Salmonellen anwesend, ohne jegliche schädliche Wirkungen auf die Tiere. Jedoch kann die Übertragung einer ausreichenden Anzahl von Salmonellen-Organismen auf einen Menschen ernsthafte Krankheit verursachen. Durch Einführen der wirksamen Zusammensetzung in das Gedärm eines Nutztieres wird das Gleichgewicht der Darm-Mikroflora weg von den Salmonellen zugunsten der anderen Arten von Mikroflora verschoben. Auf diese Weise ist die Wahrscheinlichkeit der Übertragung von Salmonellen-Organismen von Nutztieren auf Menschen vermindert, weil die anfängliche Salmonellen- Population kleiner ist.
Das vorliegende Verfahren ist besonders wirksam, wenn die Mikroflora, die für den Menschen nicht pathogen ist und die die wirksame Zusammensetzung fermentieren kann, in den Eingeweiden des Nutztieres anwesend ist. Bei solchen Tieren ist das Wachstum von Salmonellen konkurrierend durch das verstärkte Wachstum der anderen Formen von Mikroflora inhibiert. Beispielsweise ist herausgefunden worden, daß die wirksame Zusammensetzung durch Lactobazillus und Streptokokkus fermentiert werden kann. Diese Mikroorganismen werden gemeinhin in vielen Nutztieren gefunden und werden keine menschliche Krankheit verursachen. Geflügel ist bekannt, Salmonellen-, Lactobazillus- und Streptokokkus-Populationen in seinem Eingeweiden zu haben. Durch Einführen der wirksamen Zusammensetzung in das Geflügel wird das Wachstum der nicht-pathogenen Mikroflora verstärkt, und die Population der Salmonellen nimmt ab. Das Gesamt-Gleichgewicht der Mikroflora in den Eingeweiden von Geflügel wird zugunsten von für den Menschen nicht schädlichen Bakterien, Lactobazillus und Streptokokkus, verschoben. Die Wahrscheinlichkeit einer humanen Infektion durch Salmonellen ist hierdurch gemindert, weil die Quellpopulation von Salmonellen vermindert ist.
Die wirksame Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung schließt Fructo-Oligosaccharide ein, die nicht von Salmonellen fermentiert werden können. "Fructo-Oligosaccharide", wie sie hier verwendet werden, bezieht sich auf ein Trisaccharid, das ein oder mehrere Fructosereste hat. Diese Klasse schließt Mischungen von Oligosaccharid-Molekülen ein, enthaltend Saccharose, das 1 bis 8 Fructosereste aufweist. Die Fructosereste werden vorzugsweise durch eine Beta-2-1-Bindung gebunden. Die Klasse wird als Beispiel durch die Fructo-Oligosaccharide in dem Neosugar veranschaulicht, welches von Meiji Seika produziert wird und in dem US-Patent US-A-4 681 771 beschrieben ist.
Neosugar ist eine Mischung, die 1-Testose, Nystose, und 1-Fructofuranosyl-Nystose einschließt. Neosugar, wie es hier benutzt wird, ist genauer dadurch definiert, daß es zwischen ungefähr 20 Gew.-% und ungefähr 40 Gew.-% 1-Kestose, zwischen ungefähr 20 Gew.-% und ungefähr 55 Gew.-% Nystose, und zwischen ungefähr 5 Gew.-% und ungefähr 15 Gew.-% 1-Fructofuranosyl-Nystose aufweist. Der verbleibende Teil einer Neosugar -Mischung kann ungefähr 4 Gew.-% und ungefähr 45 Gew.-% einer Mischung von Glucose und von Saccharose enthalten. In einer Form, Neosugar G, ist die Zusammensetzung ein 75%iger Sirup, der zwischen ungefähr 40 Gew.-% und ungefähr 50 Gew.-% einer Mischung aus Glucose und Saccharose aufweist, zwischen ungefähr 20 Gew.-% und ungefähr 30 Gew.-% 1-Kestose, zwischen ungefähr 20 Gew.-% und ungefähr 30 Gew.-% Nystose, und zwischen ungefähr 2 Gew.-% und ungefähr 8 Gew.-% 1-Fructofuranosyl- Nystose. In einer anderen Form, Neosugar P, ist die Zusammensetzung entweder ein 75%iger Sirup oder ein Pulver, das zwischen ungefähr 2 Gew.-% und ungefähr 6 Gew.-% einer Mischung von Glucose und Saccharose, zwischen ungefähr 30 Gew.-% und ungefähr 40 Gew.-% 1-Kestose, zwischen ungefähr 45 Gew.-% und ungefähr 55 Gew.-% Nystose und zwischen ungefähr 5 Gew.-% und ungefähr 15 Gew.-% 1-Fructofuranosyl- Nystose aufweist. Die Strukturen von 1-Kestose, Nystose und 1-Fructofuranosyl-Nystose sind unten angegeben
worin gilt:
N = 1 für 1-Kestose
N = 2 für Nystose
N = 3 für 1-Fructofuranosyl-Nystose.
Neosugar kann durch die Wirkung von Fructosyl-Transferase aus Saccharose hergestellt werden, um eine Mischung von 1-Kestose, Nystose und 1-Fructofuranosyl-Nystose herzustellen. Neosugar G beispielsweise kann durch Unterwerfen des Produkts der Fructosyl-Transferase-Aktivität einer Entfärbung, Filtration, Entsalzung, und Konzentration hergestellt werden. Neosugar G kann ferner mit einem Ionenaustausch-Harz gereinigt werden, um Neosugar P herzustellen. Obwohl diese Methoden Mischungen von Fructo-Oligosacchariden herstellen, ist in Betracht gezogen, daß die Verwendung von reinen Komponenten, die in Neosugar enthalten sind, im Rahmen der Erfindung liegt.
Bestimmte Pilze, so wie Aspergillus und Aureo-Basidium sind dafür bekannt, das Enzym Fructosyl-Transferase herzustellen. Fructosyl-Transferasen, die Oligosaccharide produzieren, sind dafür bekannt, durch die Zichorien-Pflanze und durch die Zwiebelpflanze hergestellt zu werden (siehe Singh et al., Substrate Specificity of Fructosyl-Transferase from Chicory Roots, Phytochemistry vol. 10, Seiten 2037 bis 2039 (1971) und Henry et al., Sucrose Fructosyl- Transferase and Fructan:Fructan Fructosyl-Transferase from Allium CEPA, Phytochemistry vol. 19, Seiten 1017 bis 1020 (1980).
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Methode wird die wirksame Zusammensetzung an ein Nutztier gefüttert, worin die Inhibierung des Wachstums von Darm- Salmonellen auftreten wird. Die bevorzugte Methode der Einführung ist, die wirksame Zusammensetzung mit ernährendem Futtermaterial für das Tier zu mischen. Es wird jedoch in Betracht gezogen, daß die wirksame Zusammensetzung entweder mit dem ernährenden Futtermaterial gemischt werden kann oder getrennt an das Tier gefüttert werden kann. In jedem Ausführungsbeispiel muß die wirksame Zusammensetzung in einer Menge zur Verfügung gestellt werden, die wirksam ist, um das Wachstum von Salmonellen zu inhibieren. diese Menge wird in Abhängigkeit von der Größe des Nutztiers variieren. Geflügel werden geringere Mengen wirksame Zusammensetzung benötigen als, beispielsweise, Rindvieh, um Darm-Salmonellen zu inhibieren. Wirksame Mengen können leicht experimentell ermittelt werden.
In der Praxis der vorliegenden Methode durch Füttern der wirksamen Zusammensetzung an Nutztiere um Darm-Salmonellen- Population zu inhibieren ist es nicht notwendig, das Verfahren über das gesamte Leben des Tiers anzuwenden. Die hauptsächliche Sorge in der Nahrungsmittelindustrie ist, die Übertragung von Salmonellen auf Menschen zu verhindern. Deshalb ist das Begrenzen der Salmonellen-Population auf ein Minimum durch das vorliegende Verfahren gerade vor dem Schlachten des Nutztieres ausreichend, um die Wahrscheinlichkeit einer Übertragung auf die menschliche Bevölkerung zu vermindern. Auf diese Weise können Kosten, die das vorliegende Verfahren begleiten, minimiert werden.
Die bei der vorliegenden Erfindung benutzte Futterzusammensetzung schließt als eine Komponente die wirksame Zusammensetzung ein. Die Futterzusammensetzung schließt auch einiges Material ein, welches für das Tier ernährend ist, an das die Futterzusammensetzung gefüttert wird. Typischerweise ist für die meisten Nutztiere, so wie Geflügel und Rindvieh, das Nährmaterial eine Art von Getreideprodukt. Es ist in Betracht gezogen, daß die Mehrheit der Futterzusammensetzung Nährmaterial sein kann, wobei die wirksame Zusammensetzung in einer Menge vorliegt, die ausreichend ist, um das Wachstum von Darm-Salmonellen zu inhibieren. Typischerweise liegt die wirksame Zusammensetzung in einer Menge vor, die zwischen ungefähr 0,05 Gew.-% und ungefähr 5 Gew.-% und vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25 Gew.-% und ungefähr 3 Gew.-% und höchst vorzugsweise zwischen ungefähr 0,25 Gew.-% und ungefähr 1 Gew.-% liegt.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann eingesetzt werden, um das Wachstum von Salmonellen in einer großen Vielfalt von Tieren zu inhibieren, von denen Menschen Nahrungsmittel erhalten. Viele solcher Tiere sind dafür bekannt, Eingeweide-Salmonellen-Populationen zu haben und können deshalb potentiell jegliche Fleisch- oder Molkerei- Produkte verseuchen, die von Menschen konsumiert werden. Dementsprechend wird die vorliegende Methode zur Benutzung mit jeder Art von Nutztier in Betracht gezogen, einschließlich, aber nicht begrenzt auf Geflügel, Rindvieh, Schwein und Lamm. Die Bezeichnung "Geflügel" soll Hühner, Enten, Truthähne, Gänse, Wachtein und Rock-Cornish-Game- Hennen einschließen, ohne jedoch darauf begrenzt zu sein. Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Vermindern oder Verhindern der Darm-Kolonisierung von Nutztieren durch Salmonellen, welches das Einführen der wirksamen Zusammensetzung in den Darmtrakt eines Nutztieres und auch das Einführen einer konkurrierenden Ausschlußkultur in den Darmtrakt des Futtertieres einschließt. Wie er hier benutzt wird, soll sich der Ausdruck "Vermindern" auch auf das Konzept des Verhinderns beziehen. Der Ausdruck "konkurrierender Ausschluß" bezieht sich auf eine anerkannte Methode zum Verhindern der Darm-Kolonisierung von jungen Nutztieren durch pathogene Bakterien, so wie Salmonellen. Dieses Verfahren wird beispielsweise erörtert in Stavric, Microbical Colonization Control of Chicken Intestine Using Defined Cultures, Food Technology 41(7), Seiten 93 bis 98, Juli 1987.
Konkurrierender Ausschluß schließt das Einführen einer Kultur von normaler erwachsener Darm-Mikroflora in das Eingeweide von einem jungen Tier ein, um gegen die Kolonisierung des Eingeweides des jungen Tieres durch unerwünschte Mikroorganismen zu schützen, so wie Salmonellen. Typischerweise sind, wenn Tiere geboren werden, weniger Arten von Mikroorganismen in dem Darm anwesend. Ursprüngliche erwachsene Mikroflora jedoch etabliert sich bei Geflügel, beispielsweise im Kleindarm, innerhalb von ungefähr zwei Wochen und im Blinddarm innerhalb von ungefähr vier Wochen. Bei modernen Brutmethoden werden Nutztiere oftmals in Abwesenheit von erwachsenen Tieren aufgezogen und die normale, gesunde Darm-Mikroflora, die natürlicherweise von erwachsenen auf die jungen Tiere übertragen werden würde, ist in der Umgebung der jungen Tiere abwesend. Unter solchen Bedingungen aufgezogene Tiere sind besonders empfänglich für Darm-Kolonisierung durch pathogene Bakterien, so wie Salmonellen. Durch Versorgen neugeborener Tiere mit konkurrierenden Ausschlußkulturen wird die Entstehung von normaler erwachsener Mikroflora zum Ausschluß von Salmonellen oder anderen schädlichen Bakterien erleichtert.
Die Einführung der konkurrierenden Ausschlußkultur in die jungen Tiere sollte früh im Leben des Tiers erfolgen, so daß die eingeführte Kultur Zeit hat, um sich zu etablieren, vor dem Angriff durch eine unerwünschte Kultur pathogener Bakterien. Beispielsweise ist, wie in Starvic erörtert, herausgefunden worden, daß Küken erfolgreich widerstandsfähig gegen Salmonellen-Infektion durch Impfen von ein oder zwei Tage alten Küken mit einer undefinierten Kultur von gesunden erwachsenen Salmonellen-freien Hühnern gemacht werden können.
Konkurrierende Ausschlußkulturen sind entweder "definiert" oder "undefiniert". Undefinierte Kulturen beziehen sich auf Mikroflora-Kulturen, die von dem Eingewinde von gesunden erwachsenen Tieren genommen sind, die etablierte Darm- Mikroflora haben und die nicht durch Salmonellen infiziert sind. Beispielsweise ist herausgefunden worden, daß Hühner, die unter normalen Bedingungen aufgezogen werden, voll schützende Darm-Mikroflora-Kulturen innerhalb von drei bis fünf Wochen entwickeln. Definierte konkurrierende Ausschlußkulturen beziehen sich auf Bakterienkulturen, in denen die Arten von Bakterien in der Kultur bekannt sind. Definierte Kulturen einer einzigen Spezies von Bakterien sind experimentell behandelt worden, ebenso wie definierte Kulturen, die zahlreiche Spezies von Bakterien einschließen. Konkurrierende Ausschlußkulturen, definiert oder undefiniert, werden dem behandelten Tier oral eingegeben.
Durch Verwendung konkurrierender Ausschlußtechniken in Verbindung mit der Einführung der wirksamen Zusammensetzung in junge Nutztiere wird die Darm-Kolonisierung von Salmonellen vermindert. Wie oben erörtert, werden konkurrierende Ausschlußkulturen vorzugsweise früh im Leben eines Tieres zur Verfügung gestellt und im Fall von Hühnern vorzugsweise innerhalb der ersten zwei Lebenstage. Wie oben erörtert worden ist, kann das vorliegende Verfahren des Fütterns der wirksamen Zusammensetzung an Nutztiere zur Inhibierung von Darm-Salmonellen-Populationen entweder über das gesamte Leben des Nutztieres oder nur während eines Teils davon durchgeführt werden. Beispielsweise kann, wenn die Verabreichung einer konkurrierenden Ausschlußkultur verwendet wird, das Füttern der wirksamen Zusammensetzung während der ersten verschiedenen Tage oder verschiedenen Wochen des Lebens um die Zeit herum erfolgen, in der die konkurrierende Ausschlußkultur verabreicht wird. Im anderen Falle kann die wirksame Zusammensetzung an das Nutztier während seines gesamten Lebens gefüttert werden, während die konkurrierende Ausschlußkultur wie oben erörtert verabreicht wird, d.h. innerhalb des frühen Teils des Tierlebens. Eine andere Alternative ist, die wirksame Zusammensetzung an das Nutztier entweder gerade vor dem Schlachten des Nutztieres oder, beispielsweise, während der anfänglichen mehreren Tage oder mehreren Wochen des Lebens zu füttern, während die konkurrierende Ausschlußkultur verabreicht wird und während des Zeitabschnitts gerade vor dem Schlachten des Nutztieres.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Erfindung schließt die Verwendung des Fütterns der wirksamen Zusammensetzung an Nutztiere in einem "Förderprogramm" mit Antibiotika ein, um die Kolonisierung oder das Wachstum von Salmonellen- Populationen im Darmtrakt der Nutztiere zu vermindern. Solch ein Förderprogramm schließt die abwechselnde Verwendung der wirksamen Zusammensetzung und einer oder mehrerer oral verabreichter Antibiotika ein. Die in dem Förderprogramm verwendeten Antibiotika können jedes Antibiotikum einschließen, welches erkanntermaßen gegen Salmonellen wirksam ist oder welches später als wirksam gegen Salmonellen erkannt wird. Solche Antibiotika schließen, ohne Beschränkung, Chloramphenicol, Ampicillin, Trimethoprim- Sulfa, und Mischungen davon ein.
Die wirksame Zusammensetzung und jegliche verwendete Antibiotika können gemäß verschiedener Zeit-Schemata verabreicht werden. Beispielsweise können die wirksame Zusammensetzung und das Antibiotikum (die Antibiotika) gleichzeitig oder nacheinander verabreicht werden. Die erforderliche Häufigkeit der Verabreichung hängt von den Bedingungen ab, denen die Nutztiere ausgesetzt sind. Unter Bedingungen, in denen die Nutztiere oft starken Salmonellen-Angriffen und anderen Umgebungs-Belastungen ausgesetzt sind, sowie extremer Hitze oder Kälte oder Übervölkerungs-Bedingungen, sollte die Häufigkeit der Verabreichung größer sein. Die Häufigkeit der Verabreichung eines Förderprogramms, welches die wirksame Zusammensetzung und Antibiotika benutzt, kann dieselbe wie die für typische antibiotische Verabreichungsprogramme sein. Die Verabreichung der wirksamen Zusammensetzung und Antibiotika kann nacheinander mit Zeitabschnitten zwischen den Verabreichungen variierend von mehreren Minuten bis mehreren Stunden bis mehreren Tagen vorgesehen sein, und vorzugsweise bei zumindest einem Tag. Zusätzlich kann das Förderprogramm die Verwendung der wirksamen Zusammensetzung auf einer regelmäßigen Grundlage bei der Futterversorgung in Verbindung mit periodischen Verabreichungen von Antibiotika gemäß gut bekannter Verfahren der Verwendung von Antibiotika einschließen.
Die Menge der wirksamen Zusammensetzung, die bei den Verabreichungen in einem Förderprogramm verwendet wird, wird typischerweise dieselbe sein, wie oben für andere Verwendungen der effektiven Zusammensetzung erörtert. Die Menge von Antibiotika, die in einem Förderprogramm verwendet wird, wird typischerweise dieselbe sein, wie bei anderen Verwendungen von Antibiotika bei der Tierzucht und wird zwischen den Antibiotika variieren.
Bei einem Förderprogramm können die effektive Zusammensetzung und Antibiotika entweder in vorbeugender oder in heilender Weise verwendet werden. Wenn sie in einer vorbeugenden Weise verwendet werden, sollte das Förderprogramm kurz nach Geburt des Nutztieres begonnen werden, um die anfängliche Kolonisierung des Darmtraktes mit pathogenen Bakterien zu verhindern. Eine solche vorbeugende Verwendung sollte vorzugsweise innerhalb ungefähr zwei Tagen nach der Geburt beginnen. Jedoch sollte erkannt werden, daß bei Benutzung in einer vorbeugenden Weise ein Förderprogramm zu jeder Zeit bei Nutztieren begonnen werden kann, die nicht mit pathogenen Bakterien kolonisiert sind.
Ein Förderprogramm kann auch in einer heilenden Weise verwendet werden. Wenn ein Nutztier mit pathogenen Bakterien infiziert wird, kann die Verwendung eines Förderprogramms wirksam das Wachstum vermindern, reduzieren oder die Infektion beseitigen.
Die folgenden experimentellen Ergebnisse werden zu Zwecken der Veranschaulichung zur Verfügung gestellt und sollen nicht den Umfang der Erfindung einschränken. Die bakteriellen Stämme in den folgenden Beispielen wurden von Colorado Animal Research Enterprises, Inc., 6200 E. County Road 56, Ft. Collins, Colorado 80524 erhalten.

Experimente

Beispiel 1

Ein Stamm von Salmonella Typhimurium, Spezien-Quelle Geflügel, erhalten von Lilly, Nr. 289-1 wurde hinsichtlich der Fähigkeit zum Metabolisieren von Neosugar P getestet. Diese Fähigkeit wurde durch Säureproduktion gemessen, wie sie durch Phenolrot-Nähragar (PRB) gemessen wurde. Das Wachstum, wie es durch Trübung gemessen wurde, wurde ebenfalls getestet.
Ein Fermentationsmedium von PRB (Difco) wurde vorbereitet und entsprechend den Anweisungen des Herstellers sterilisiert. PRB ist ein definiertes Medium, dem es an einer Kohlenwasserstoffquelle fehlt. Wenn eine zugegebene Kohlenwasserstoffquelle, so wie Neosugar P, fermentiert wird, wird das Medium als positive Antwort aufgrund von durch die Fermentation gebildeter Säure gelb. 5,0 ml des PRB wurden in 10 Teströhrchen verteilt. Eine 70%ige Lösung von Neosugar P wurde im Verhältnis von 1:7 in entionisiertem Wasser verdünnt und filtersterilisiert. 0,5 ml der verdünnten, sterilen Neosugar P-Lösung wurden aseptisch zu einzelnen PRB-Röhrchen gegeben, um eine 1,0%ige Konzentration von Zucker in jedem Röhrchen zur Verfügung zu stellen. Fünf der zehn Röhrchen wurden mit Mineralöl überlagert, um anaerobe Bedingungen zu simulieren. Nach Inkubation bei 37ºC ± 1ºC wurden Säureproduktion und Wachstum gemessen bei 24, 48 und 72 Stunden. Der Stamm wurde auch auf Lebensfähigkeit auf Tryptic-Soja (T-Soy) Agar-Platten getestet und auf Anwesenheit von Salmonellen auf Salmonella-Shigella (SS) Agar-Platten. Die Resultate dieser Tests sind in Tabelle 1 bereitgestellt.
Das Symbol "w+" bedeutet "schwach positiv", "+" bedeutet "positiv", "++" bedeutet "stark positiv", "+++" bedeutet "am stärksten positiv", und "-" bedeutet "keine nachweisbare positive Antwort". Tabelle 1 S. typhimurium Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - sehr gutes Wachstum; gelb (ferment ist Lactose); einige schwarze Kolonien T-Soja-Agar - sehr gutes Wachstum * anaerobisch

Beispiel 2

Ein Stamm von Salmonella Typhimurium von Rindvieh, FDA Nr. 2952 wurde entsprechend dem Verfahren in Beispiel getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 2 bereitgestellt. Tabelle 2 S. typhimurium Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - sehr gutes Wachstum, gelb (ferment ist Lactose); einige schwarze Kolonien T-Soja Agar - sehr gutes Wachstum * - anaerobisch

Beispiel 3

Ein Stamm von Salmonella Typhimurium von Rindvieh, NVSL Nr. 82-4481, wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 3 bereitgestellt. Tabelle 3 S. typhimurium Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - gutes Wachstum, gelb; schwarze Kolonien T-Soja Agar - sehr gutes Wachstum * - anaerobisch

Beispiel 4

Ein Stamm von Salmonella Typhimurium vom Schwein, NVL Nr. 83-31641-4807 wurde gemäß dem Verfahren in Anspruch 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 4 bereitgestellt. Tabelle 4 S. typhimurium Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - gutes Wachstum, gelb; schwarze Kolonien T-Soja Agar - gutes Wachstum * - anaerobisch

Beispiel 5

Ein Stamm von Salmonella Typhimurium vom Schein, NVSL Nr. 83-31296-4756 wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 5 bereitgestellt. Tabelle 5 S. typhimurium Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - gutes Wachstum, gelb; einige schwarze Kolonien T-Soja Agar - gutes Wachstum * - anaerobisch

Beispiel 6

Ein Stamm von Escherichia coli von Geflügel, Pfizer Nr. B028, wurde nach dem Verfahren von Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 6 bereitgestellt. Tabelle 6 E. coli Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - einzelne Kolonie; schwarzrot T-Soja Agar - gutes Wachstum; 2-3 mm * - anaerobisch

Beispiel 7

Ein Stamm von Escherichia coli von Geflügel, NVSL Nr. 80- 430, wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 7 zusammengestellt. Tabelle 7 E. coli Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - kein Wachstum T-Soja Agar - gutes Wachstum; 2 mm, motil * - anaerobisch

Beispiel 8

Ein Stamm von Escherichia coli von Rindvieh, NVL Nr. 85-688 wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 8 bereitgestellt. Tabelle 8 E. coli Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - einzelne Kolonie; schwarzrot T-Soja Agar - gutes Wachstum; 2-3 mm * - anaerobisch

Beispiel 9

Ein Stamm von Escherichia coli vom Schwein, Universität von Guelp, G491, wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 9 bereitgestellt. Tabelle 9 E. coli Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - ausgewählte Kolonien; rosa/rot T-Soja Agar - gutes Wachstum; 2-3 mm * - anaerobisch

Beispiel 10

Ein Stamm von Escherichia coli vom Schwein, NVSL Nr. 85-746 wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 10 bereitgestellt. Tabelle 10 E. coli Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - kein Wachstum T-Soja Agar - sehr gutes Wachstum; 3 mm; motil * - anaerobisch

Beispiel 11

Ein Stamm von Streptokokkus faecalis erhalten von dem Center for Disease Control, STR-11 wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Resultate dieser Tests sind in Tabelle 11 bereitgestellt. Tabelle 11 Streptokokkus faecalis Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - kein Wachstum T-Soja Agar - kleine weiße Kolonien * - anaerobisch

Beispiel 12

Ein Stamm von Streptokokkus faecalis erhalten von Colorado State University Microbiologv Department Culture Collection wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 12 bereitgestellt. Tabelle 12 Streptokokkus faecalis Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - kein Wachstum T-Soja Agar - kleine weiße Kolonien; 1 mm * - anaerobisch

Beispiel 13

Ein Stamm von Lactobazillus plantarum erhalten von der Colorado State University Microbiologv Department Culture Collection wurde gemäß dem Verfahren in Beispiel 1 getestet. Die Ergebnisse dieser Tests sind in Tabelle 13 bereitgestellt. Tabelle 13 Lactobazillus plantarum Säurebildung Wachstum Test-Röhrchen SS Agar - kein Wachstum T-Soja Agar - geringes Wachstum; sehr kleine Kolonien * - anaerobisch
Aus den obigen Experimenten kann ersehen werden, daß die Salmonellen-Stämme sehr geringe Fermentations-Aktivitäten zeigten, wie durch die Säurebildung gemessen wurde. Während sämtliche Stämme anfänglich "schwach positive" Ergebnisse zeigten, zeigt diese anfängliche Aktivität wahrscheinlich die Fermentation der Glucose und Saccharose in der Neosugar-Zusammensetzung.
Alle der Salmonellen-Stämme zeigten übereinstimmend moderates Wachstum wie durch Trübung gemessen wurde. Das Fehlen von Fermentation, während das Wachstum auftrat, zeigt, daß das Neosugar nicht die Kohlenstoffquelle für jegliches Wachstum von Salmonellen war. Es zeigt sich deshalb, daß eine andere Kohlenstoffquelle, so wie beispielsweise Aminosäuren, in dem PRB von den Salmonellen benutzt wurde. Die Tatsache, daß Salmonellen in der Lage sind, in der Gegenwart von Neosugar zu wachsen, zeigt, daß, obwohl der Organismus unfähig ist, die Fructo-Oligosaccharide in Neosugar zu fermentieren, diese Zusammensetzungen nicht toxisch gegenüber Salmonellen bei Konzentrationen in diesen Tests sind.

Claims

1. Die Verwendung von einem Fructo-Oligosaccharid zur Herstellung einer bakteriostatischen Zusammensetzung zur Inhibierung des Wachstums von Salmonellen in einem Nutztier, wobei die Fructo-Oligosaccharide ein Saccharosemolekül aufweisen, an das 1-8 Fructosereste gebunden sind.

2. Verwendung gemäß Anspruch 1, wobei die Zusammensetzung ein Tierfutter ist, in das die Fructo-Oligosaccharide als Salmellen-Inhibitor eingebracht sind.

3. Die Verwendung gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei das Nutztier Geflügel ist.

4. Die Verwendung gemäß irgendeinem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Fructo-Oligosaccharid eine Verbindung ausgewählt aus 1-Kestose, Nystose, 1-Fructofuranosyl-Nystose und Mischungen davon ist.

5. Ein nicht-therapeutisches Verfahren zur Inhibierung des Wachstums von Samonellen in einem Nutztier, umfassend das Füttern an das Tier als Samonellen-Wachstumsinhibitor, worin der Salmonellen-Wachstuminhibitor ein Fructo-Oligosaccharid mit einem Saccharosemolekül ist, an das 1 bis 8 Fructosereste gebunden sind.

6. Ein nicht-therapeutisches Verfahren zur Inbibierung des Wachstums von Salmonellen in einem Nutztier in Anwesenheit von Mikroorganismen von anderer Art als Salmonellen, umfassend das Füttern einer Zusammensetzung an ein Tier, die durch die anderen Mikroorganismen mit einer größeren Rate fermentiert wird, als die Rate, bei der diese Mischung von Salmonellen fermentiert wird, worin die Zusammensetzung ein Fructo-Oligosaccharid ist, welches ein Sacccharosemolekül aufweist, an das 1 bis 8 Fructosereste gebunden sind.

7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 5 oder Anspruch 6, wobei das Fructo-Oligosaccharid eine Verbindung ausgewählt aus 1-Kestose, Nystose, 1-Fructofuranosyl-Nystose und Mischungen davon ist.

8. Ein Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 7, wobei der Salmonella-Wachstumsinhibitor an das Tier in Verbindung mit einer konkurrierenden Ausschlußkultur gefüttert wird.

9. Ein Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 5 bis 8, wobei das Nutztier Geflügel ist.