PL240396B1 - Premiks do pasz oraz pasza dla zwierząt - Google Patents

Description

PL 240 396 B1

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest premiks do pasz - mineralny adsorber do usuwania mikotoksyn oraz pasza dla zwierząt zawierająca premiks.

Premiks - mieszanki dodatków paszowych lub mieszanki jednego lub więcej dodatków paszowych z materiałami paszowymi lub wodą stosowanymi jako nośniki nieprzeznaczone do bezpośredniego żywienia zwierząt.

Przedmiotem wynalazku jest premiks do pasz - mineralny adsorber do usuwania mikotoksyn oraz pasza dla zwierząt zawierająca premiks.

Mikotoksyny to produkty przemian chemicznych zachodzących w organizmach grzybów - pleśni. W niekorzystnych warunkach środowiskowych przy nadmiernej wilgotności i wahaniach temperatury, na roślinach uprawnych lub podczas ich składowania mogą rozwijać się pleśnie. Grzyby mogą tworzyć się w wielu produktach rolnych, wykorzystywanych jako składniki pokarmu ludzi i zwierząt. Wysoka wilgotność oraz temperatura sprzyjają rozwojowi grzybów, tym samym przyczyniając się do zwiększenia zawartości mikotoksyn w pożywieniu. Mikotoksyny mają właściwości mutogenne i teratogenne. Zanieczyszczenie pasz wykorzystywanych w hodowli zwierząt, tymi szkodliwymi substancjami może mieć wpływ na zmniejszanie się pogłowia bydła i trzody chlewnej. Zatrucie mikotoksynami może dotyczyć wszystkich gatunków zwierząt hodowlanych karmionych paszami opartymi na naturalnych produktach rolnych, w których mogą wystąpić i rozwijać się pleśnie. Grzyby wydzielają mikotoksyny w warunkach stresu środowiskowego tj. wahań temperatury lub wilgotności, braku odpowiedniej ilości tlenu, lub oddziaływań substancji szkodliwych w stosunku do grzybów. Choroby wywołane mikotoksynami określa się mianem mikotoksykoz.

Najważniejsze pod względem ekonomicznym i toksykologicznym w skali europejskiej i światowej jest sześć mikotoksyn: aflatoksyna B1, ochratoksyna A, deoksyniwalenol, zearalenon, fummonizyna B1, toksyna T-2. Mikotoksyny te tworzone są przez grzyby toksynotwórcze, będące często obecne jako składnik mikroflory gleby, płodów rolniczych i ogrodniczych.

Z uwagi na częste występowanie wyżej wymienione mikotoksyny uznane zostały za najczęściej zanieczyszczające płody rolne, pasze i żywność metabolity grzybów. Ochratoksyna A jest metabolitem wytwarzanym w ziarnie zbóż po żniwach przez grzyby saprofityczne rodzajów Aspergillus i Penicillium w warunkach nieprawidłowego przechowywania ziarna. Aflatoksyna B1 i jej pochodne zanieczyszczają importowane arachidy, śruty arachidowe i śruty innych roślin oleistych. Występowanie tych metabolitów stwierdzono w ziarnie kukurydzy na kontynencie amerykańskim a ostatnio we Włoszech. Deoksyniwalenol i Zearalenon i ich pochodne wytwarzają patogeniczne gatunki Fusarium, porażające kłosy i ziarniaki zbóż drobnoziarnistych oraz kolby kukurydzy we wszystkich strefach klimatycznych. Fumonizyna B1 jest bardzo częstym zanieczyszczeniem ziarna kukurydzy w klimacie subtropikalnym, a wytwarzana jest przez gatunki Fusarium verticillioides (F.moniliforme) i F.proliferatum. Toksyna T-2 jest metabolitem grzybów z rodzajów Fusarium, o charakterze epoksydów seskwiterpenowych.

Z uwagi na powyższe istniała potrzeba opracowania uniwersalnego preparatu działającego w kierunku immobilizacji szerokiego spektrum mikotoksyn. Stosowanie preparatów o szerokim zakresie detoksykacyjnym da największe prawdopodobieństwo skutecznego wyeliminowania zagrożenia oraz zmniejszy zakres procesów technologicznych wywołanych koniecznością jednoczesnego stosowan ia różnych preparatów.

Całkowita eliminacja mikotoksyn z żywności i środków żywienia zwierząt jest niemożliwa, niezwykle ważne jest by ich poziom w paszach lub w żywności nie był groźny dla ludzi i zwierząt.

W stanie techniki znane są preparaty zawierające enzymy rozkładające mikotoksyny do związków nietoksycznych.

Do immobilizacji mikotoksyn stosuje się naturalne i syntetyczne sorbenty takie jak glinokrzemiany, tlenek glinu, kaolin, klinoptylolit, bentonit, węgiel aktywowany.

Proces detoksykacji polega na oderwaniu mikotoksyny od cząsteczki paszy i adsorpcji na glinokrzemianie lub innym sorbencie i zachodzi w przewodzie pokarmowym.

Znany jest z polskiego opisu patentowego PL212253 sposób unieszkodliwiania mikotoksyn, zwłaszcza Zearalenonu w paszach, znamienny tym, że do paszy dodaje się węglan sodu (Na2CO3) w ilości od 2 do 4% wagowych względem mieszanki paszowej i tak przygotowaną paszę poddaje się działaniu temperatury od 80 do 175°C.

W polskim opisie patentowym PL208878 ujawniono preparat do pasz, który jest mieszaniną kwasów: ortofosforowego w ilości 2-45% korzystnie 18,5%, cytrynowego w ilości 2-45%, korzystnie 18,5%,

PL 240 396 B1 fumarowego w ilości 1-15%, korzystnie 1,5%, jabłkowego w ilości 1-14%, korzystnie 2% i winowego w ilości 1-15%, korzystnie 7% i/lub kwasu mrówkowego i/lub propionowego naniesionych na krzemionkę połączonych z naturalnym sorbentem zawierającym makro, mikroelementy oraz pierwiastki śladowe. Korzystnie jako sorbent stosuje się klinoptylolit wykazujący silne powinowactwo do amoniaku, mikotoksyn i metali ciężkich.

Z opisu patentowego AT397756 znany jest dodatek paszowy o własnościach sorpcyjnych zawierający substancje nieorganiczne o rozwiniętej powierzchni na przykład krzemiany oraz organiczne polimery heterocykliczne.

Znana jest z opisu patentowego US2012070516 kompozycja do adsorpcji wiążąca szeroki wachlarz mikotoksyn, obecnych w żywności, paszy dla zwierząt i szkodliwych podczas pasożytniczej inwazji drobnoustrojów roślin, w tym mikotoksyn, które są trudne do wiązania (takie jak ochratoksynę, deoksynawenenol, T-2), zawierająca 10-90% zmodyfikowanych lignokomórkowców roślinnych i ewentualnie 90-10% konwencjonalnych składników wiążących mikotoksynę, gdzie składniki ligno-polisacharydowe są wytwarzane z produktów ubocznych pochodzenia rolniczego, takich jak: kadłuby słonecznika, kadłuby ryżowe; Lub produktów ubocznych przemysłu spożywczego, takich jak: muszle kakaowe, kamienie morelowe, kawa; Lub z drewna, pulpy i papieru lub alternatywnych produktów przemysłu energetycznego, takich jak: produkt hydrolizy ligniny z kwasem, cząstki drewna drzew iglastych, kora drzew iglastych i igieł, cząstki drewna liściastego, cząstki torfu, podczas gdy biomasa roślinna mogłaby być ewentualnie wzbogacona o zdolności wiązania mikotoksyn przed wzrostem, wprowadzając cechy genetyczne do roślin przy użyciu metod klasycznych programów hybrydyzacji / selekcji roślin i/lub inżynierii genetycznej roślin znanej w tej dziedzinie lub polepszonej po zbiorze przez obróbkę fizykochemiczną. Takich jak mielenie mikronów lub modyfikacja powierzchni przez amidowe białko.

Z opisu patentowego CN 107439820 znane są komponenty do przygotowania paszy dla świn w celu ulepszenia mięsa. Do takiego przygotowania służą otręby ryżowe, mączka z orzeszków ziemnych, suchy proszek hiacyntu wodnego, suszona krew, kolagen, włókno ligninowe, cyklodekstryna, dodatek witamin, allicyna, mleczko pszczele, lecytyna sojowa, kwas cytrynowy, sproszkowany kamień medyczny, sproszkowany sepiolit, olej kukurydziany, wodorowęglan sodu. Wszystkie składniki są mieszane a następnie granulowane w celu ulepszenia mięsa świń i to stanowi wynalazek.

Znany jest z opisu patentowego CN 106615967 wynalazek który przedstawia specjalną paszę dla piskląt w wieku 5-8 tygodni. Pasza przygotowywana jest z następujących surowców: kuk urydzy, mączki krewetkowej, mięsa małży, makuchu bawełnianego, proszek z muszli, mączki rybnej, makuchu sojowego, białek drożdży, sepiolitu zgranulowanego przy pomocy skrobi, bentonitu, celulozy mikrokrystalicznej, wodorfosforanu wapnia, ekspandowanej śruty sojowej, glukozy, aminokwasu, polipeptydu, siarczanu miedzi (II), siarczanu żelaza (II), siarczanu cynku. Specjalna karma będąca przedmiotem wynalazku jest kompletna pod względem żywieniowym, o wysokiej strawności, spełnia fizjologię przewodu pokarmowego piskląt w wieku 5-8 tygodni i może skutecznie poprawić stan zdrowia grup piskląt.

Dokument CN 106615966 przedstawia wynalazek również przeznaczony dla kurcząt w wieku od 5 do 8 tygodni, która jest przygotowywana z następujących surowców : soli sodowej karboksymetylocelulozy, bentonitu granulowanego przy użyciu skrobi, mąki, hydrofosforanu wapnia, makuchu rzepakowego, zmielonych orzeszków ziemnych, kukurydzy, mączki kostnej, mączki rybnej, chlorku choliny, lizyny, metioniny, probiotyków, cysteiny glukozy, skrobi kukurydzianej. Pasza przeznaczona dla kurcząt w wieku od 5 do 8 tygodni jest bogata w wartości odżywcze i ma wysoką strawność, może sprostać fizjologii przewodu pokarmowego kurcząt w wieku od 5 do 8 tygodni i może skutecznie poprawić stan zdrowia stad kurcząt, oraz wskaźnik przeżywalności kurcząt.

Wynalazek patentu EP 2409683 dotyczy preparatu zawierającego jeden lub więcej składników aktywnych o słabej rozpuszczalności w wodzie do zastosowania medycznego lub niemedycznego w hodowli zwierząt. Preparat według wynalazku nadaje się do podawania zwierzętom w wodzie pitnej. Wspomniany preparat zawiera składnik aktywny, kombinację zagęszczacza i wodę, przy czym kombinacja zagęszczacza zawiera co najmniej jeden zagęszczacz wybrany z następujących grup A, B, C i D: (A) pochodne celulozy, takie jak metyloceluloza, karboksymetyloceluloza sodowa, hydroksyetyloceluzoa, hydroksypropylometyloceluloza, (B) niecelulozowe polisacharydowe zagęszczacze, takie jak guma ksantanowa, guma arabska, karagen, (C) usieciowane polimery kwasu poliakrylowego, jak Carbopol, (D) hydrokoloidalne uwodnione krzemiany (takie jak bentonit, montmorylonit, hektoryt, saponit, beidelit).

PL 240 396 B1

Wynalazek wg. patentu EP 2941965 to przygotowanie paszy granulowanej dla zwierząt zawierającej materiał roślinny oraz oryginalny materiał należący do grupy spoiw typu skrobia i jej pochodne lub celuloza i jej pochodne. Do powlekania w/w granulowanej paszy wykorzystywany jest surowiec pochodzenia roślinnego lub mineralnego składającego się z węglanu wapnia, mąki z orzechów laskowych, kaczanu kukurydzy, kaszy manny, sepiolitu, bentonitu, cukrów i skórek winogron oraz dodatek do żywności - sole manganu.

Nieoczekiwanie okazało się, że możliwe było dobranie takiej konfiguracji sorbentów, które w sposób selektywny i jak dotąd o niespotykanej skuteczności wiążą wskazane mikotoksyny bez szkody dla organizmów zwierząt.

Przedmiotem wynalazku jest premiks oparty na bazie Lignosulfonianu Wapnia z odpowiednim dodatkiem glinokrzemianów i sorbentów organicznych naturalnego pochodzenia do stosowania jako mieszanka paszowa uzupełniająca o własnościach sorpcyjnych w odniesieniu do m ikotoksyn, szczególnie w odniesieniu do deoksyniwalenolu i zearelenonu.

Premiks na bazie glinokrzemianów i sorbentów organicznych naturalnego pochodzenia, zawiera od 1 do 99% sepiolitu, od 1 do 99% lignosulfonianiu wapnia, korzystnie zawiera dodatkowo bentonit oraz węgiel drzewny.

Korzystnie jako krzemian zawiera sepiolit.

Korzystnie jako krzemian zawiera sepiolit i/lub bentonit wapniowy jako glinokrzemian.

Korzystnie lignina aktywowana jest w procesie sulfonowania - polimer ligniny sulfonowany, a następnie wytwarza się z niej sole - sodowe, wapniowe bądź amonowe - ogólnie polimery.

Korzystnie jako węgiel organiczny zawiera węgiel aktywowany i/lub naturalny węgiel drzewny.

Pasza dla zwierząt, która zawiera od 0,05 do 2% premiksu zawierającego od 1 do 99% sepiolitu, od 1 do 99% lignosulfonianiu wapnia, korzystnie zawierającego dodatkowo bentonit oraz węgiel drzewny.

W pierwszym etapie badań testowano wiązanie poszczególnych mikotoksyn przez różne adsorbenty lub mieszaniny adsorbentów w buforze fosforanowym o niskim pH, czyli w środowisku takim jakie występuje w żołądku zwierząt. W tym celu do odważek sorbentów odpowiadających 0,1% m/v preparatu czyli stosowaniu sorbentu 1 kg/tonę paszy, dodawano bufor fosforanowy o pH 5.0 wraz z rozpuszczoną w nim mikotoksyną w stężeniach odpowiadających mg mikotoksyny w przeliczeniu na kg paszy: aflatoksyna B1: 0,2 ppm, deoksyniwalenol: 3,0 ppm, fumonizyna B1 : 3,0 ppm, ochratoksyna A: 0,2 ppm, toksyna T-2: 0,5 ppm, zearalenon: 0,5 ppm. Roztwór był wygrzewany przez 2 godziny w temperaturze 39°C a następnie oczyszczany techniką SPE (kolumienki OASIS HLB) i analizowany techniką HPLC-MS/MS oraz HPLC-FLD.

Na podstawie otrzymanych wyników wyselekcjonowano grupę sorbentów o najlepszej sorpcji wobec mikotoksyn, a następnie wykonano pomiary desorpcji mikotoksyn przy pH 7. Tak wysokie pH odwzorowuje środowisko jakie występuje w dwunastnicy. Stężenia badanych mikotoksyn wynosiły jak poprzednio natomiast naważka sorbentu również była w ilości 1 kg sorbentu / tonę paszy. Roztwór był wygrzewany przez 2 godziny w temperaturze 39°C, a następnie oczyszczany techniką SPE (kolumienki OASIS HLB) i analizowany techniką HPLC-MS/MS oraz HPLC-FLD.

Ustalono, ze sorbenty które miały najlepszą sorpcję przy pH 5 oraz najmniejszą desorpcję przy pH 7 należą do następujących grup związków:

1) Materiały ilaste: glinokrzemiany lub krzemiany różnych metali magnezu, żelaza, oraz kationów wapnia, sodu, głównie sepiolit oraz bentonit wapniowy.

Sepiolit wprowadzany do premiksu jest aktywowany w procesie stopniowego wygrzewania w umiarkowanych temperaturach ok. 200°C w trakcie którego surowy minerał traci wodę zaabsorbowaną, wodę na zewnętrznej powierzchni oraz wodę neolityczną w wewnątrzkrystalicznych kanalikach. Następnie tak przygotowany materiał trafia do kruszarek bębnowych, gdzie jest rozdrabniany na mniejsze frakcje. Suche, gruboziarniste cząstki trafiają do pulweryzatora gdzie są rozdrabniane do uziarnienia 0-0,2 mm. Takie rozdrobnienie doprowadzi do powstania oraz udostępnienia porów o różnej wielkości posiadających duże powinowactwo do cząsteczek mi kotoksyn. Ten proces stanowi kluczowy element efektywnej absorpcji i podwyższa skuteczność sepiolitu w zakresie immobilazacji cząsteczek mikotoksyn.

2) Ligninia sulfonowana odpowiednio aktywowana - polimer ligniny sulfonowany a następnie powstała z niej sól sodowa, wapniowa bądź amonowa - ogólnie polimery.

3) Węgiel organiczny - węgiel aktywowany, naturalny węgiel drzewny.

PL 240 396 Β1

Następnie do dalszych badań wzięto mieszaninę powyższych dodatków tworząc premiksy. Jeden premiks był mieszaniną dwóch składników (dodatków paszowych) drugi czterech. W tym końcowym badaniu kontaminacja mikotoksyn jest na tym samym poziomie co w poprzednich badaniach sorpcji oraz desorpcji. Natomiast dawka premiksu była od 0,05 do 2%. Czyli od 0,5 do 20 kg premiksu /1 tonę paszy. Wynalazek został przedstawiony w przykładach wykonania, które ujawniają wynalazek nie ograniczając zakresu ochrony.

Przykład 1

Premiks zawiera 50% sepiolitu i 50% lignosulfonianu wapnia.

W wyniku przeprowadzonych badań wykazano że premiks 1 ma skuteczność sorbowania w zależności od dawki:

Od 40-70% Deoksyniwalenolu,

Od 40-75% Fumonizyny,

Od 50-75% Ochratoksyny,

Od 70-83% toksyny T-2,

Od 65-71% zearalenonu,

Od 95% aflatoksyny B1

Przykład 2

Premiks zawiera 25% sepiolitu, 25% bentonitu wapniowego, 25% węgla aktywowanego i 25% lignosulfonianu wapnia.

W wyniku przeprowadzonych badań wykazano że premiks 2 ma skuteczność sorbowania w zależności od dawki:

Od 20-50% Deoksyniwalenolu,

Od 25-60% Fumonizyny,

Od 60-70% Ochratoksyny,

Od 50-75% toksyny T-2,

Od 85-90% Zearalenonu,

Od 95% Aflatoksyny B1

Przykład 3

Pasza dla zwierząt, która zawiera od 0,5 do 20 kg premiksu składającego się w 50% sepiolitu i w 50% lignosulfonianu wapnia na 1 tonę paszy.

Przykład 4

Pasza dla zwierząt, która zawiera od 0,5 do 20 kg premiksu składającego się w 25% sepiolitu, w 25% bentonitu wapniowego, w 25% węgla aktywowanego i w 25% lignosulfonianu wapnia na 1 tonę paszy.

W tabeli 1 ujawniono wyniki absorpcji mikotoksyn z premiksów o dwóch stężeniach 0,4%.

Tabela 1

Sorbent	DON %	FB1%	OTA%	T-2%	ZEN%	AFLA BI
Premiks z przykładu 1 (0,4%)	69%	75%	75%	83%	71%	>95 %
Premiks z przykładu 2 (0,4%)	51%	63%	73%	76%	91%	>95 %

Uzyskane wyniki wskazują na skuteczność opracowanych kompozycji jak również potwierdzają przydatność i możliwość ich przemysłowego wykorzystania. Pierwszy z ujawnionych premiksów wykazuje większą skuteczność w stosunku do Deoksyniwalenolu, drugi skuteczniej, absorbuje Zearelenon. Opracowane kompozycje premiksów charakteryzują się wysoką skutecznością sorpcji Deoksyniwalenolu, mykotoksyny nieposiadającej na chwilę obecną skutecznego detoksykanta.

Claims (5)

1. PL 240 396 B1

   Zastrzeżenia patentowe

   1. Premiks paszowy na bazie glinokrzemianów i sorbentów organicznych naturalnego pochodzenia, znamienny tym, że zawiera od 1 do 99% sepiolitu oraz od 1 do 99% lignosulfonianiu wapnia.
2. 2. Premiks według zastrz. 1 znamienny tym, że zawiera 50% wagowych sepiolitu oraz 50% lignosulfonianu wapnia.
3. 3. Premiks według zastrz. 1 znamienny tym, że korzystnie zawiera dodatkowo bentonit oraz węgiel drzewny.
4. 4. Pasza dla zwierząt, znamienna tym że zawiera od 0,5 do 20 kg / na 1 tonę paszy premiksu według zastrzeżenia 1 składającego się sepiolitu i lignosulfonianu wapnia.
5. 5. Pasza dla zwierząt, znamienna tym że zawiera od 0,5 do 20 kg / na 1 tonę paszy premiksu według zastrzeżenia 1 składającego się sepiolitu i lignosulfonianu wapnia, oraz korzystnie zawierającego bentonit oraz węgiel drzewny.