PL185045B1

PL185045B1 - Sposób zwiększania produkcji ssaków hodowlanych i produkcyjnych

Info

Publication number: PL185045B1
Application number: PL97328996A
Authority: PL
Inventors: Lignell┴Ake; Inborr┴Johan
Original assignee: Astacarotene Ab
Priority date: 1996-03-27
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2003-02-28
Also published as: CZ302998A3; US6054491A; DE69726279D1; AU2313397A; SE9601197L; JP3620858B2; DK0912106T3; NZ331861A; ATE254405T1; CA2249456A1; JP2000507821A; PL328996A1; AU716605B2; CA2249456C; EP0912106A1; EP0912106B1; IL126029A0; IL126029A; DE69726279T2; SE506191C2

Abstract

1 . Sposób zwiekszania produkcji ssaków hodowlanych i produkcyjnych, znamienny tym, ze wymienionym ssakom podaje sie w paszy srodek zawierajacy astaksantyne w ilosci mieszczacej sie w przedziale od 1 do 50 mg srodka na kg paszy. PL PL PL

Description

Niniejszy wynalazek dotyczy sposobu zwiększania produkcji za pomocą środka zawierającego co najmniej jeden rodzaj ksantofilu, korzystnie naturalną astaksantynę. Podaje się go w paszy zwierzętom hodowlanym i produkcyjnym w celu zwiększenia ich produkcji.

Produkcja zwierząt hodowlanych i produkcyjnych ma duże znaczenie ekonomiczne dla przemysłu spożywczego i w dziedzinie hodowlanej i chałupniczej produkcji zwierzęcej. Dlatego istnieje zapotrzebowanie na środki, które zwiększają wydajność, np. przez zwiększenie płodności, ilości urodzonego żywego potomstwa (zwłaszcza świń, krów i owiec), zmniejszenie śmiertelności po urodzeniu, zwiększenie przyrostu w okresie ssania, podwyższenie produkcji mleka, skrócenie okresu między odstawieniem od wymienia a nową rują i ogólne polepszenie stanu zdrowia przez zwiększenie odporności na choroby.

Niniejszy wynalazek dostarcza sposobu, według którego stosuje się środek, który zawiera naturalną astaksantynę.

Astaksantyna należy do ksantofili, które stanowią dużą grupę karotenoidów zawierających w cząsteczce tlen oprócz węgla i wodoru. Karotenoidy są wytwarzane przez rośliny, grzyby i niektóre bakterie.

Ksantofile są od dawna używane jako dodatek do paszy kur niosek, a w niektórych częściach świata jako dodatek do paszy brojlerów, lecz nie do paszy ssaków hodowlanych lub produkcyjnych. Celem dodawania jest wyłącznie pigmentacja produktu, żółtka jaja lub tłuszczu i tkanki skóry, aby spełnić wymagania konsumentów. Jako źródła pigmentu stosuje się zarówno naturalne jak i syntetyczne ksantofile (Hencken H., 1992, Poultry Science 71: 711 717, Karunajeewa K. & A. Hoffman, 1992, Arch fur Geflugelkunde 56(3): 109 - 112).

Tak więc wcześniej nie wiedziano, że ksantofile, a wśród nich astaksantyna, mają zdolność zwiększania produkcji ssaków hodowlanych i produkcyjnych.

Przyczyny wzrostu wydajności powodowanego przez stosowanie według niniejszego wynalazku paszy wzbogaconej w astaksantynę nie są znane, lecz można przypuszczać, że dzieje się tak wskutek przeciwutleniających właściwości astaksantyny, a więc usuwania tak zwanych wolnych rodników. Inne ksantofile mają także właściwości przeciwutleniające. Jednakże badania biologiczne wykazały, że w porównaniu z innymi karotenoidami astaksantyna ma wyraźnie najlepsze właściwości przeciwutleniające (Miki W., 1991, Pure and Appl Chem 63(1): 141-146).

Niniejszy wynalazek dostarcza sposobu zwiększania produkcji ssaków hodowlanych i produkcyjnych, polegający na tym, że ssakom podaje się w paszy środek zawierający astaksantynę, przy czym właściwa ilość podawanego środka mieści się w przedziale od 1 do 50 mg środka na kg paszy.

Przykładami ssaków hodowlanych i produkcyjnych są świnie, bydło domowe, owce, konie, psy itp.

Korzystnie stosuje się astaksantynę w postaci estrów kwasów tłuszczowych. Tę postać astaksantyny można wytwarzać przez hodowlę algi Haematococcus sp.

185 045

Środek stosowany w sposobie według wynalazku może składać się z różnych postaci astaksantyny, takich jak mieszanina syntetycznej i naturalnej astaksantyny.

Środkiem stosowanym w ramach doświadczeń była astaksantyna ksantofilowa otrzymana za pośrednictwem alg, a użytymi ssakami były świnie.

Przypuszcza się, że astaksantyna z innych źródeł oraz inne kssntofile nadają się także do celów stawianych wynalazkowi. Zaletą astaksantyny z alg jest jednak to, że występuje w postaci estrów kwasów tłuszczowych (Renstrom B. I in, 1981, Phytochem 20(11):2561-2564), gdyż zestryfikowana astaksantyna jest dzięki temu bardziej stabilna od wolnej astaksantyny podczas manipulowania nią i magazynowania.

Naturalną astaksantynę można otrzymywać nie tylko z alg, lecz także z grzybów lub ze skorupiaków. Astaksantyna użyta w niniejszym teście została wyprodukowana w ramach hodowli alg Haematococcus sp. w niżej opisany sposób.

Haematococcus sp. jest jednokomórkową zieloną algą należącą do rzędu Vovocales, rodziny Chlamydomonadaceae. Rozmnażanie odbywa się normalnie przez bezpłciowy podział komórek, lecz sporadycznie zachodzi także rozmnażanie płciowe. Gdy alga jest hodowana w partii, wówczas rośnie ona w formie tak zwanych makrozoidów wyposażonych w rozłogi. Gdy zmniejsza się zawartość składnika pokarmowego w pożywce i powoduje ograniczenie kontynuacji rośnięcia, komórki tracą rozłogi i przechodzą w stadium palmelli, a następnie formują, tak zwane hematocysty. Charakteryzują się one mocną ścianą komórkową osłaniającą komórkę, która z kolei jest bogata w wakuole tłuszczowe, w których jest zgromadzona astaksantyna. Hematocyst jest stadium spoczynkowym algi, w którym może ona przeżyć okres suszy itp.

Do produkcji astaksantyny wybiera się odpowiedni gatunek lub szczep Haematococcus sp., który rośnie szybko i wytwarza wysokie miano astaksantyny. Pewna ilość różnych gatunków i szczepów Haematococcus jest dostępna w tak zwanym zbiorze kultur oraz istnieje także możliwość wyodrębnienia odpowiedniego szczepu z dziko rosnących populacji. Odpowiednim gatunkiem jest H. pluvialis, która jest dostępna w firmie NIVA, Norwegia.

Kulturę wyjściową algi przechowuje się w jałowych warunkach w odpowiedniej dla niej pożywce, patrz tabela 1. Temperatura powinna wynosić około +25°C a natężenie światła 50 pEm-²S-'.

Tabela 1

Skład pożywki wzrostowej dla Haematococcus sp.
Ca(NO3)2 x 4 H2O	85 μΜ
KH2PO4	91 μΜ
MgSO4 x 7 H2O	203 μΜ
NaHCO3	189 μΜ
EDTA Na2	7 μΜ
EDTA FeNa	6 μΜ
H3BO3	40 μΜ
MnCl2 x 4 H2O	7 μΜ
(NH4)6Mo7O24 x 4 H2O	0,8 μΜ
witamina B12	10 μβ/l
witamina B1	10 μ_β/!
biotyna	10 μβ/l
NaNO3	940 μΜ
NaH2PO4 x 12 H2O	100 μΜ

185 045

Materiał zaszczepieniowy do produkcji kultury pobiera się z kultury wyjściowej. Gęstość szczepienia komórek wynosi >5000 komórek/ml, a kultura zostaje ponownie zaszczepiona w większej objętości przy gęstości komórek osiągającej około 200000 komórek/ml, co wykonuje się przez około pięć dni. Podczas hodowli materiału algowego utrzymuje się temperaturę około +25°C, a natężenie światła powinno wtedy wynosić około 100 pEm'²S'1 Pożywkę o takim samym składzie stosuje się dla kultury wyjściowej. Kultury miesza się sprężonym powietrzem wzbogaconym w 1 - 5% CO₂. Alternatywnie, CO₂ można dodawać oddzielnie w takiej ilości, aby wartość pH w pożywce utrzymywała się między 6,5-8,5.

Gdy objętość kultury algowej osiągnie około 100 litrów, wówczas używa się ją do zaszczepienia jednostki produkcyjnej, zawierającej urządzenie, w którym komórki mogą być wystawione na działanie światła, przy czym objętość kultury może osiągnąć 2 - 100 m³. Takie urządzenie może mieć postać płytkiego basenu, konstrukcji z przezroczystych rur, płyt rozmieszczonych na tle źródła światła lub alternatywnie np. zbiornika z zanurzonym oświetleniem w postaci lamp fluorescencyjnych.

Naczynie produkcyjne jest zaszczepione przy zastosowaniu gęstości komórek > 5000 komórek/ml, a pożywka jest wzbogacona w sole odżywcze zgodnie z tabelą 1. Temperaturę utrzymuje się na poziomie około +25°C a natężenie światła powinno wynosić 100 pEm'²S^_1. Kulturę miesza się sprężonym powietrzem. Do kultury dodaje się dwutlenek węgla w takiej ilości, aby wartość pH wynosiła 6,5 - 8,5. Gdy rozpoczyna się zaprzestawanie odżywiania w pożywce, wówczas komórki algowe przechodzą w stadium palmelli i zaczyna się syntetyzowanie astaksantyny. W związku z tym zwiększa się odpowiednio natężenie światła do około 250 pEm’²S'1, podwyższa temperaturę do +30°C i dodaje do pożywki NaCl w takiej ilości, że osiąga się zawartość soli 0,1- 0,3°/o. Te zmiany wprowadza się w celu przyspieszenia produkcji astaksantyny. W ciągu 10- 20 dni komórki wyprodukowują hematocysty i gęstość rośnie do 5 - 10 χ 10⁵ komórek/ml.

Komórki oddziela się od pożywki przez sedymentację lub przez odwirowanie. Odzielone komórki algowe w postaci pasty przepuszcza się następnie przez homogenizator w celu porozrywania ścian komórek. Pastę zawierającą komórki z rozerwanymi ścianami można poddać dalszej obróbce dwoma różnymi sposobami. Pastę można wysuszyć otrzymując suchy proszek. Suszyć należy w możliwie łagodny sposób, aby nie spowodować rozkładu astaksantyny. Alternatywę suszenia pasty stanowi wyekstrahowywanie pigmentu z pasty. Ponieważ astaksantyna jest bardzo hydrofobowa, więc ekstrakcję należy wykonywać za pomocą odpowiedniego oleju, np. oleju sojowego.

Korzystna ilość astaksantyny dodawanej do paszy powinna być rzędu 1 - 50 mg astaksantyny/kg paszy i w poniższych badaniach użyto 5 mg astaksantyny/kg paszy.

Przykład wykonania

Niniejsze próby wykonano w celu zbadania wpływu wywieranego przez uzupełnianie pożywienia maciory astaksantyną w okresie 21 dni przed porodem oraz podczas laktacji na rozwój warchlaków odstawionych od wymienia i przeniesionych na pożywienie z zawartością lub bez zawartości ascaksantyny.

Paszą przemysłową dla macior z uzupełnieniem (5 mg/kg) i bez uzupełnienia naturalną astaksantyną (Haematococcus pluvialis) karmiono ciężarne maciory, aby otrzymać dwa wyniki doświadczalne.

Sumaryczną liczbę 739 macior o liczbie porodów dwa lub więcej, podzielono na dwie grupy doświadczalne na bazie liczby porodów i wieku. Maciory karmiono odpowiednią paszą doświadczalną od 35 dnia przed prosieniem, podczas laktacji i do 21 dnia po odstawieniu od wymienia.

Zarejestrowano liczby żywo i martwo urodzonych warchlaków zdechłych przed odstawieniem od wymion. Oprócz tego zarejestrowano ciężar miotu w 21 dniu po urodzeniu oraz liczbę dni między odstawieniem od wymienia i ponownym kojarzeniem (tabela 2). Pomiary wykonywano także podczas następnych porodów (tabela 3).

185 045

Tabela 2

Działanie paszy uzupełnionej naturalną astaksantyną (Haematococcus pluvialis) (5 mg/kg) podawanej maciorom

	Warunki
Kontrola	Astaksantyna (5 mg/kg)	Istotność (P=)
Liczba urodzonych warchlaków	10,43	10,65	0,139
Procent martwo urodzonych warchlaków	8,76	8,08	0,919
Liczba martwo urodzonych warchlaków/miot	0,90	0,70	0,479
Ciężar miotu w wieku 21 dni, kg	49,50	52,60	0,001*

* Wynik jest statystycznie istotny (P < 0,05)

Tabela 3

Charakterystyka macior, którymi podawano naturalną astaksantynę (Haematococcus pluvialis) w okresie poprzedzającym laktację i przez 21 dni po odstawieniu od wymienia

Liczba porodów	Astaksantyna	FR (%)	WRMI, dni	B.A.	S.B.P. (%)
2	-	93	10,30	10,7	7,4
	+	85	7,40	10,9	7,5
3	-	86	10,00	11,0	5,8
	+	83	8,20	9,4	6,1
4	+	81	11,0	10,3	11,1
	-	80	7,30	10,4	9,4
5	-	77	9,20	10,5	14,0
	+	73	7,70	9,8	14,0
Istotność Astaksantyna (A)		0,211	0,004*	0,461	0,786
Liczba porodów (P)		0,045*	0,366	0,119	0,001*
A*P		0,927	0,740	0,769	0,906

* Wynik jest statystycznie istotny (P < 0,5)

FR = stopień wyprosienia (ang. Farrowing rate)

WRMI = odstęp czasu między odstawieniem od wymienia a ponownym kojarzeniem (ang. Weaning to remating interval)

BA = liczba żywo urodzonych warchlaków (ang. Number of pigs bom alive)

SBP = - procent martwo urodzonych warchlaków (ang. Stillborn percentage)

Z wyżej podanych wyników można wywnioskować, że naturalna astaksantyna zwiększa wydajność macior.

Claims

1. Sposób zwiększania produkcji ssaków hodowlanych i produkcyjnych, znamienny tym, że wymienionym ssakom podaje się w paszy środek zawierający astaksantynę w ilości mieszczącej się w przedziale od 1 do 50 mg środka na kg paszy.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że astaksantyna występuje w postaci estrów kwasów tłuszczowych.