PL190233B1 - Bakteryjny biopreparat dla zwierząt i sposób wytwarzania bakteryjnego biopreparatu dla zwierząt - Google Patents

Abstract

1. Bakteryjny biopreparat dla zwierząt zawierający szczepy bakterii kwasu mlekowego, laktozę i nośnik, znamienny tym, że zawiera szczepy takie jak Bifido- bacterium bifidum 100J i/lub Bifidobacterium bifidum 557 i/lub Bifidobacterium bifidum 558 i/lub Lactobacillus amylovorus ATCC 33640 i/lub Lactobacillus fer- mentum ATCC 14931 i/lub Lactobacillus plantarum ΚΚΡ/593/ρ i/lub Streptococcus faecium T 208a oraz nośnik w postaci laktozy lub ziarna zbóż, korzystnie kukurydzy.

Description

Przedmiotem wynalazku jest bakteryjny biopreparat dla zwierząt stanowiący dodatek do pasz i sposób wytwarzania bakteryjnego biopreparatu dla zwierząt.

Znane jest wzbogacanie pasz biopreparatami zawierającymi koncentraty wyselekcjonowanych szczepów bakterii, zwłaszcza bakterii fermentacji mlekowej. Biopreparaty te poprawiają zdrowotność zwierząt, zwiększają przyrosty masy ciała, poprawiają ekonomikę produkcji, stwarzają możliwość otrzymywania bezpiecznej żywności przez wykluczenie lub ograniczenie chemiotcrapeutyków.

Z patentu polskiego nr 160 357 znany jest biopreparat paszowy zawierający kulturę szczepu Lactobacillus acidophilus. Koncentracja jednostek tworzących kolonię w 1 gramie tego preparatu jest nie mniejsza niż 105. Preparat zachowuje swoje własności przez okres 3 miesięcy. Podłożem do wytwarzania biopreparatu paszowego jest odtłuszczone mleko. Również z patentu polskiego nr 131 720 znany jest biologiczny dodatek do pasz zawierający szczepy z rodzaju Bifidobacterium hodowane z użyciem mleka. Jakkolwiek mleko ma właściwy do skarmiania skład, jednak znaczna część rodzimej mikroflory mleka jak formy ciepłooporne czy przetrwalnikujące łatwiej znoszą termiczną jego obróbkę technologiczną. Jest to powodem, że w trakcie odtwarzania mleka przy sprzyjających warunkach mogą one wywoływać uszkodzenie podłoża hodowlanego, powstawanie procesów gnilnych i prowadzących do zatruć pokarmowych.

Celem wynalazku jest biopreparat zawierający żywe bakterie fermentacji mlekowej 0 wysokiej koncentracji, stymulujący mikroflorę przewodu pokarmowego, obniżający koszty hodowli zwierząt, zachowujący swoje własności probiotyczne przez okres, co najmniej 12 miesięcy oraz łatwy i ekonomiczny sposób jego wytwarzania.

Nieoczekiwanie okazało się, że cel ten można osiągnąć przez użycie odpowiednich szczepów wyhodowanych na oszczędnym podłożu o specjalnym składzie.

Biopreparat według wynalazku zawierający szczepy bakterii kwasu mlekowego, laktozę i nośnik, charakteryzuje się tym, że zawiera żywe kultury bakterii Bifidobacterium bifidum 100J i/lub Bifidobacterium bifidum 557 i/lub Bifidobacterium bifidum 558 i/lub Lactobacillus amylovorus ATCC 33640 i/lub Lactobacillus fermentum ATCC 14931 i/lub Lactobacillus

190 233 pluntumm KKP/593/p i/lub Streptococcusfaecium T 208a, w ilości nie mniejszej niż ^jednostek tworzących kolonię (j.t.k.) w 1 g preparatu. Nośnik preparatu stanowi laktoza lub rozdrobnione ziarna zbóż, korzystnie kukurydza.

Sposób wytwarzania biopreparatu według wynalazku polegający na hodowli kultury bakteryjnej, wydzieleniu biomasy bakteryjnej, mieszaniu z laktozą, łączeniu z nośnikiem i suszeniu, polega na tym, że hodowlę bakterii Bifidobacterium bifidum 100J i/lub Bifidobacterium bifidum 557 i/lub Bifidobacterium bifidum 558 i /lub Lactobacillus amylovorus ATCC 33640 i/lub Lactobacillus fermentum ATCC 14931 i/lub Lactobacillus plantarumi KKP/593/p i/lub Streptococcus faecium T 208a prowadzi się na podłożu zawierającym roztwór wodny odbiałczonego krystalizatu laktozowego lub wysuszonej serwatki, namoku kukurydzianego i autolizatu drożdżowego. Otrzymaną mieszaninę biomasy z laktozą i nośnikiem suszy się metodą konwekcyjną korzystnie fluidalną i ewentualnie kapsułkuje.

Szczepy bakterii kwasu mlekowego wchodzące w skład biopreparatu będącego przedmiotem wynalazku, wyselekcjonowano w wyniku przeprowadzenia szeregu serii prób i doświadczeń. Wyselekcjonowane szczepy bakterii wyróżniają się wyjątkowo wysoką aktywnością antybakteryjną w stosunku do mikroflory patogennej, wyizolowanej z przewodu pokarmowego zwierząt gospodarskich. Działanie tych szczepów na bakterie patogenne takie jak Salmonella czy Escherichia coli jest porównywalne do działania powszechnie stosowanych antybiotyków paszowych. Ta cecha decyduje o możliwości zastosowania wytypowanych bakterii fermentacji mlekowej zamiast antybiotyków, co jest drogą do otrzymywania tzw. bezpiecznej żywności. Inne cechy wyselekcjonowanych w toku wieloletnich badań szczepów bakterii składające się na ich aktywność probiotyczną wskazują również na wysoką przydatność tych szczepów do otrzymywania preparatów probiotycznych.

Tabela 1 przedstawia charakterystykę szczepów użytych w wynalazku.

Tabela 1

Bifidobacterium bifidum 100J Bfidobaclerium bifidum 557 Bfidobaderium bifidum 558	Gramdodatnie, cienkie, krótkie pałeczki proste, niekiedy zagięte
Lactobacillus amylovorus ATCC 33640 Lactobacillus fermentum ATCC 14931 Lactobacillus plantarum KKP/593/p	Gramdodatnie, długie pałecżki, sporadycznie w łańcuszkach, stosunkowo gmbe
Streptococcus faecium T208a	Gramdodatnie, drobne paciorkowce w hodowlach na serwatce pojedyncze lub w krótkich łańcuszkach

Szczepy wymienione w tabeli zdeponowano w Kolekcji Kultur Drobnoustrojów Przemysłowych Instytutu Biotechnologii Przemysłu Rolno-Spożywczego.

Bakterie, hodowane metodą według wynalazku, charakteryzują się wysoką produktywnością kwasu D(-) i L(+) mlekowego, wysoką efektywnością biosyntezy biomasy, a także łatwością hodowli na podłożu o prostym nieskomplikowanym składzie.

Te przymioty zapewniają możliwość uzyskiwania wysokiej jakości preparatu oraz ekonomikę i opłacalność jego produkcji.

Biopreparat według wynalazku zastosowany w żywieniu zwierząt powoduje istotne, korzystne oddziaływanie na zwierzęta. Przyrosty masy ciała cieląt w 80 dniu życia były o 11% większe w stosunku do grupy cieląt nie otrzymujących dodatków paszowych. Prosięta w 70-dniowym okresie chowu osiągnęły o 10% większe przyrosty masy ciała, a śmiertelność zmniejszyła się o 8% w porównaniu do kontrolnej grupy zwierząt otrzymującej preparat probiotyczny znanej firmy. Również korzystne efekty stwierdzono w 49-dniowym chowie kurcząt. W porównaniu do grupy zwierząt otrzymujących stymulator wzrostu zawierający antybiotyk Flavomycynę, kurczęta otrzymujące biopreparat według wynalazku osiągnęły większe

190 233 przyrosty masy ciała, zmniejszyło się zużycie paszy, zarejestrowano mniejszą liczbę upadków, zaobserwowano poprawę smakowitości wyrobów mięsnych.

W wyniku badań żywieniowych z udziałem zwierząt stwierdzono ponadto, że poszczególne szczepy bakterii zastosowane w wynalazku wykazują wysokie własności probiotyczne i specyficzne oddziaływanie. Aby rozszerzyć zakres działania, w składzie biopreparatu uwzględniono możliwość umieszczania kilku szczepów.

Podłoże do hodowli zawiera małą liczbę stosunkowo tanich składników, nie zawiera mleka, które jest zawodne podczas przygotowania.

Użycie rozdrobnionego o jednolitej wielkości cząstek ziarna zbóż jako nośnika pozwala na zastosowanie fluidalnej metody suszenia preparatu. Jest to metoda korzystna ze względów energetycznych w porównaniu z powszechnie stosowaną metodą utrwalania biopreparatów jaką jest liofilizacja. Jednocześnie sposób wykonania biopreparatu według wynalazku zapewnia uzyskanie wysokiej koncentracji bakterii i długiego okresu zachowania cech probiotycznych.

Dodatkową zaletą biopreparatu jest jego trwałość wynosząca, co najmniej 12 miesięcy od daty produkcji.

Przedmiot wynalazku ilustrują przykłady wykonania, nie ograniczając jego zakresu.

Przykład 1

Wykonano 250 kg preparatu zawierającego mieszaninę kultur trzech szczepów bakterii Bifidobacterium bifidium 557, Bifidobacterium bifidum 558, Bifidobacterium bifidum 100J w stosunku 2:2:1, m/m. Hodowle poszczególnych szczepów prowadzono oddzielnie w następujący sposób. 35 litrów inokulum zawierającego żywą kulturę bakterii Bifidobacterium. bifidum 557 przepompowano do bioreaktora zawierającego około 1000 litrów podłoża hodowlanego. Podłoże hodowlane sporządzono w następujący sposób. Odważono 168 kg półproduktu pochodzącego z przerobu serwatki na laktozę. Półprodukt ten stanowiący zagęszczoną i termicznie odbiałczoną serwatkę; zawiera około 45% laktozy i potocznie zwany jest krystalizatem laktozowym. Dodano 500 litrów wody, wymieszano do rozpuszczenia, ustalono pH na poziomie 6,2 przy pomocy roztworu NaOH. Całość ogrzano do temperatury wrzenia i przetrzymano w ciągu 1 godziny. Po ochłodzeniu do temperatury pokojowej osad odwirowano i odrzucono. Klarowną ciecz uzupełniono wodą do objętości 900 litrów, skorygowano pH do wartości 6,2 wyjałowiono i schłodzono do temperatury 37°C. Do bioreaktora przepompowano, osobno przygotowane i wyjałowione 80 litrów 25% m/v wodnego roztworu namoku kukurydzianego i 2 litry 25% m/v wodnego roztworu autolizatu drożdżowego. pH skorygowano do wartości 6,2 przy pomocy roztworu NaOH i uzupełniono wodą do objętości 1000 litrów Hodowle prowadzono w temperaturze 37°C przez 76 godzin. Zadana wartość pH 6,2 utrzymywana była poprzez dozowanie wodnego roztworu wodorotlenku amonu 1:1. Biomasę bakteryjną wydzielono z brzeczki metodą wirowania. Uzyskano 23 kg biomasy o zawartości suchej masy 28% m/m. Podczas stałego mieszania dodano 1,2 kg laktozy technicznej i 105 kg rozdrobnionych ziaren kukurydzy. W suszarce fluidyzacyjnej przy temperaturze powietrza wlotowego 38°C otrzymano 108,5 kg pierwszego składnika preparatu o zawartości wody 5,2% m/m i liczbie bakterii mlekowych Bifidobacterium bifidum 557 3,2 x 10¹⁰ j.t.k. w 1 gramie. W analogiczny sposób wyprodukowano 104,5 kg drugiego suchego składnika preparatu zawierającego bakterie Bifidobacterium bifidum 558. Zawartość wody wynosiła 5%, a liczba bakterii różniła się nie więcej niż o 15% w stosunku do liczby bakterii pierwszego składnika. Również w podobny sposób wykonano 109,0 kg trzeciego suchego składnika preparatu zawierającego bakterie Bifidobacterium bifidum 100J. Zawartość wody i liczba bakterii w trzecim składniku różniła się nie więcej niż o 18% w porównaniu do analogicznych parametrów pierwszego składnika. Odważono po 100 kg pierwszego i drugiego składnika zawierających Bifidobacterium bifidum 557 oraz Bifidobacterium bifidum 558. Dodano 50 kg trzeciego składnika zawierającego bakterie Bifidobacterium bifidum 100J. Po wymieszaniu uzyskano 250 kg biopreparatu zawierającego mieszaną kulturę bakterii Bifidobacterium bifidum 557, Bifidobacterium bifidum 558 i Bifidobacterium bifidum 100J w stosunku 2:2:1, m/m. Biopreparat charakteryzował się lekko kwaśnym przyjemnym zapachem, liczba bakterii kwasu mlekowego w biopreparacie przechowywanym przez 12 miesięcy w suchym i chłodnym miejscu

190 233 nie była mniejsza niż 8,5 x 10^s j.t.k./gram, zaś liczba pleśni i drożdży była nie większa niż 2,1 x 10 j.t.k./gram. Zawartość metali ciężkich (kadmu, ołowiu, arsenu, rtęci, miedzi, cynku) nie przekraczała wartości dopuszczalnych Zarządzeniem MZiOS (M.P. nr 22 z 11.05.93 r.) w takich środkach spożywczych jak mąka, kasza, pieczywo, makaron.

Biopreparat zastosowano jako dodatek paszowy w żywieniu cieląt. Cielęta w wieku od 7 do 80 dnia życia otrzymujące bakteryjny preparat według wynalazku, początkowo w ilości 4 g/szt./dobę w mleku oraz w mieszance treściwej w ilości 4 g/tonę mieszanki, a po osiągnięciu 30 dnia życia w ilości 4 kg/tonę mieszanki treściwej, uzyskiwały dzienne przyrosty masy ciała średnio o 81 gramów, to jest o 11%, większe niż cielęta w grupie kontrolnej.

Przykład II

Wykonano 300 kg biopreparatu w następujący sposób:

litrów inokulum zawierającego żywe kultury bakterii z rodzaju Lactobacillus fermentum 14931 wprowadzono do bioreaktora zawierającego 1000 litrów podłoża hodowlanego.

Podłoże hodowlane sporządzono w następujący sposób. Odważono 120 kg wysuszonej serwatki zawierającej 63% m/m laktozy, dodano 500 1 wody, mieszano i ustalono pH na poziomie 6,8 przy pomocy 25% roztworu NaOH.

Całość ogrzano do temperatury wrzenia i przetrzymano w tej temperaturze przez 1 godzinę. Po schłodzeniu do temperatury pokojowej odwirowano osad i odrzucono. Natomiast klarowną ciecz uzupełniono wodą do objętości 920 1, skorygowano pH do wartości 6,8 przepompowano do bioreaktora; wyjałowiono i schłodzono do temperatury 37°C. Zawartość bioreaktora uzupełniono 80 1 jałowego 25% m/v wodnego roztworu namoku kukurydzianego,

1jałowego 25% m/v wodnego roztworu autolizatu drożdżowego. Skorygowano wartość pH do poziomu 6,8.

Hodowlę bakterii Lactobacillus fermentum ATCC 14931 prowadzono w temperaturze 37°C przez okres 72 godzin. W tym czasie utrzymywano stałą wartość pH równą 6,8 poprzez dozowanie wody amoniakalnej (roztwór 1:1). Malejące zużycie wody amoniakalnej świadczyło o zakończeniu hodowli. Po zakończeniu hodowli z brzeczki wydzielono biomasę poprzez wirowanie. Uzyskano 21 kg biomasy. Przy ciągłym mieszaniu biomasy dodano najpierw stopniowo 1,0 kg laktozy technicznej, a następnie 100 kg rozdrobnionego ziarna kukurydzy. Biomasę suszono metodą fluidalną przy temperaturze powietrza wlotowego 37°C. Tak uzyskano 106,5 kg suchego pierwszego składnika preparatu charakteryzującego się przyjemnym lekko kwaśnym aromatem, zawartością 5,2% wody i liczbą bakterii mlekowych 2,7 x 1θ¹⁰ j.t.k. w 1 gramie pierwszego składnika preparatu.

W analogiczny sposób wykonano drugi składnik biopreparatu zawierający kulturę bakterii Streptococcus faecium T 208a oraz trzeci składnik biopreparatu zawierający mieszaną kulturę bakterii Bfidobacterium bifidum 557, Bifidobacterium bifidum 558 i Bifidobacterium bifidum 100J w proporcjach jak 2:2:1, m/m.

Odważono po 100 kg każdego z trzech składników i wymieszano. W ten sposób uzyskano 300 kg biopreparatu. Biopreparat zastosowano jako dodatek paszowy w żywieniu prosiąt.

Zwierzęta otrzymujące preparat według wynalazku w wieku od 1 do 80 dnia uzyskały wyższą masę ciała o około 2 kg tj. 10% w porównaniu do prosiąt z grupy kontrolnej. Równocześnie zwierzęta otrzymujące preparat według wynalazku pobrały średnio dziennie o 134 g więcej paszy w stosunku do grupy kontrolnej. Śmiertelność w grupie prosiąt otrzymujących preparat zmalała o 8% w porównaniu z grupą zwierząt otrzymujących inny dostępny na rynku preparat probiotyczny (grupa kontrolna)

Przykład III

Wykonano 500 kg biopreparatu w następujący sposób. Po 100 kg pięciu składników biopreparatu zawierających kultury bakterii Lactobacillus amylovorus ATCC 33620, Lactobacillus plantarum KKP/593/p, Lactobacillus fermentum ATCC 14931, Streptococcus faecium T208a oraz mieszaninę kultury szczepów Bifidobacterium bifidum 557, Bifidobacterium bifidum 558 i Bifidobacterium bifidum 100J w stosunku jak 2:2:1, m/m wykonano według sposobu jak w przykładzie 1, z tym że jako nośnik w miejsce rozdrobnionych ziaren kukurydzy użyto rozdrobnionych ziaren pszenicy/.

190 233

Odważone w równych ilościach składniki biopreparatu wymieszano i zastosowano w żywieniu kurcząt brojlerów.

Stosowanie biopreparatu probiotycznego według wynalazku zwiększyło końcową masę ciała kurcząt w 49-dniowym okresie chowu średnio o 4,8%, obniżyło zużycie paszy na przyrost masy ciała średnio o 7,3% oraz zmniejszyło istotnie liczbę upadków w stosunku do kontrolnej grupy kurcząt otrzymujących antybiotyk.

Przykład IV

Wykonano 100 kg preparatu zawierającego żywą kulturę bakterii Lactobacillus plantarum KKP/593/p. Sposób postępowania, wielkości poszczególnych materiałów, parametry hodowli, wydzielanie i utrwalanie biomasy opisano w przykładzie 1 jak dla szczepu Bifidobacterium bifidum 557, z tym że jako nośnik w miejsce rozdrobnionych ziaren kukurydzy użyto rozdrobnionych ziaren pszenicy. Uzyskany biopreparat bakteryjny zastosowano jako dodatek paszowy w chowie kurcząt. Grupa kurcząt otrzymująca preparat według wynalazku uzyskała w 41-dniowym okresie przyrosty masy ciała o 4,3% większe niż grupa otrzymująca w miejsce biopreparatu stymulator wzrostu zawierający antybiotyk Flavomycyna. Stosowanie biopreparatu wykonanego według wynalazku pozwoliło na zmniejszenie zużycia paszy na przyrost masy ciała o 4,0% w stosunku do grupy kontrolnej otrzymującej stymulator wzrostu.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Bakteryjny biopreparat dla zwierząt zawierający szczepy bakterii kwasu mlekowego, laktozę i nośnik, znamienny tym, że zawiera szczepy takie jak Bifidobacterium bifidum 100J i/lub Bifidobacterium bifidum 557 i/lub Bifidobacterium bifidum 558 i/lub Lactobacillus amylovorus ATCC 33640 i/lub Lactobacillus fermentum ATCC 14931 i/lub Lactobacillus plantarum KKP/593/p i/lub Streptococcus faecium T 208a oraz nośnik w postaci laktozy lub ziarna zbóż, korzystnie kukurydzy.
2. 2. Sposób wytwarzania bakteryjnego biopreparatu dla zwierząt polegający na hodowli kultury bakteryjnej, wydzielaniu biomasy bakteryjnej, mieszaniu z laktozą, łączeniu z nośnikiem i suszeniu, znamienny tym, że hodowlę bakterii Bifidobacterium bifidum 100J i/lub Bifidobacterium bifidum 557 i/lub Bifidobacterium bifidum 558 i/lub Lactobacillus amylovorus ATCC 33640 i/lub Lactobacillus fermentum. ATCC 14931 i/lub Lactobacillus plantarum KKP/593/p i/lub Streptococcus faecium T 208a, prowadzi się na podłożu zawierającym roztwór wodny odbiałczonego krystalizatu laktozowego lub wysuszonej serwatki, namoku kukurydzianego i autolizatu drożdżowego, a odwirowaną biomasę miesza się z laktozą i nośnikiem, suszy metodą konwekcyjną korzystnie fluidalną i ewentualnie kapsułkuje.